碳纖維是一種含碳量超過90%的高強(qiáng)度、高模量纖維材料，由有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理制成，具有輕質(zhì)、耐高溫、抗腐蝕等特性，主要用于航空航天、汽車制造、體育器材等領(lǐng)域。
碳纖維的制造過程通常以聚丙烯腈纖維、瀝青纖維或粘膠纖維為原料，經(jīng)過預(yù)氧化、碳化和石墨化等多道工序處理。在200至300攝氏度的預(yù)氧化階段，纖維分子結(jié)構(gòu)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成耐熱梯形聚合物。隨后在1000攝氏度以上的惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行碳化處理，使非碳元素逸出，形成碳含量高的亂層石墨結(jié)構(gòu)。部分高性能碳纖維還需經(jīng)過2500至3000攝氏度的石墨化處理，使碳原子排列更規(guī)整，從而獲得更高模量。
根據(jù)力學(xué)性能差異，碳纖維可分為高強(qiáng)型、高模量型及超高模量型三類。高強(qiáng)型碳纖維拉伸強(qiáng)度突出，適用于承受較大應(yīng)力的結(jié)構(gòu)件；高模量型碳纖維剛性優(yōu)異，多用于需要高尺寸穩(wěn)定性的領(lǐng)域；超高模量碳纖維則兼具高強(qiáng)度與高導(dǎo)熱性，常用于特殊工業(yè)場(chǎng)景。按絲束規(guī)格又可分為小絲束和大絲束，前者單束含1000至24000根單絲，工藝控制更精密；后者單束含48000根以上單絲，生產(chǎn)成本更具優(yōu)勢(shì)。
使用碳纖維制品時(shí)需注意避免局部應(yīng)力集中，定期檢查表面損傷情況。日常維護(hù)可用中性清潔劑擦拭，遠(yuǎn)離強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境。運(yùn)動(dòng)員使用碳纖維器材前應(yīng)做好防護(hù)措施，工業(yè)領(lǐng)域需配備專業(yè)防護(hù)裝備防止纖維粉塵吸入。儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)保持環(huán)境干燥，相對(duì)濕度控制在60%以下，與氧化性物質(zhì)隔離存放。
