复合材料第八章-碳纤维
碳纤维复合材料
碳纤维复合材料碳纤维增强复合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer, 简称CFRP)是以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料，简称碳纤维复合材料。
碳复合材料的特性主要表现在力学性能、热物理性能和热烧蚀性能三个方面。
(1)密度低(1.7g/cm3左右)在承受高温的结构中，它是最轻的材料;高温的强度好，在2200oC时可保留室温强度;有较高的断裂韧性，抗疲劳性和抗蠕变性;而且拉伸强度和弹性模量高于一般的碳素材料，纤维取向明显影响材料的强度，在受力时其应力-应变曲线呈现"假塑性效应"即在施加载荷初期呈线性关系，后来变成双线性关系，卸载后再加载，曲线仍为线性并可达到原来的载荷水平。
(2)热膨胀系数小，比热容高，能储存大量的热能，导热率低，抗热冲击和热摩擦的性能优异。
(3)耐热烧蚀的性能好，热烧蚀性能是在热流作用下，由于热化学和机械过程中引起的固体材料表面损失的现象,通过表层材料的烧蚀带走大量的热量,可阻止热流入材料内部,C-C材料是一种升华-辐射型材料。
复合原理它以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以碳或石墨化的树脂作为基体。
复合以后的这种材料在高温下的强度好，高温形态稳定，升华温度高，烧蚀凹陷性，平行于增强方向具有高强度和高刚性，能抗裂纹传播，可减震，抗辐射。
碳纤维增强尼龙的特色碳纤维具有质轻、拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热等特色，与玻璃纤维比较，模量高3〜5倍，因而是一种取得高刚性和高强度尼龙资料的优秀增强资料。
碳纤维复合资料可分为长（接连）纤维增强和短纤维增强两大类。
纤维长度可从300~400m 到几个毫米不等。
曩昔10年中，大家在改善不一样品种的碳纤维复合资料加工办法和功能方面投入了许多的研讨。
从预浸树脂到模塑法加工，从短纤维掺混塑料注射加工到层压成型，在碳纤维复合资料及制品制造方面积累了许多成功的经历。
材料力学碳纤维知识点总结
材料力学碳纤维知识点总结在材料力学领域，碳纤维是一种重要的高性能复合材料，具有轻量化、高强度、高模量、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、汽车工业、体育器材等领域。
本文将对碳纤维的基本概念、制备方法以及力学性能等知识点进行总结。
一、碳纤维的定义和特点碳纤维是由碳元素组成的纤维状材料，其主要成分是纯净的碳。
碳纤维具有以下几个特点：1. 轻质高强：碳纤维的密度较小，重量轻，但强度却很高，抗拉强度是钢铁的几倍甚至几十倍。
2. 高模量：碳纤维具有较高的弹性模量，刚度优于其他材料，可以有效增强结构的刚度和稳定性。
3. 耐腐蚀：碳纤维具有良好的耐腐蚀性能，可以抵抗大多数酸、碱和盐水的侵蚀。
4. 耐热性：碳纤维具有优良的耐高温性能，能够在高温环境下保持较好的机械性能。
二、碳纤维的制备方法碳纤维的制备主要有以下两种方法：1. 碳化纤维法：首先从有机纤维素纤维开始，通过热解和炭化过程将其转化为纯净的碳纤维。
这种方法制备的碳纤维具有较高的纯度和强度。
2. 聚丙烯腈纤维法：首先使用聚丙烯腈纤维作为原料，通过预处理、氧化、碱化和高温炭化等步骤制备碳纤维。
这种方法制备的碳纤维具有较高的强度和模量。
三、碳纤维的力学性能碳纤维具有优异的力学性能，主要包括以下几个方面：1. 强度：碳纤维的抗拉强度很高，通常在3000兆帕斯卡(MPa)以上，相当于钢铁强度的几倍。
2. 模量：碳纤维的弹性模量在200-600兆帕斯卡(MPa)之间，是钢铁的几倍甚至几十倍。
3. 韧性：碳纤维的韧性较好，能够承受较大的冲击负荷而不破裂。
4. 疲劳性能：碳纤维具有优秀的疲劳寿命和疲劳强度，适用于长期受力的结构。
5. 耐腐蚀性：碳纤维具有良好的抗腐蚀性能，不易被酸碱侵蚀。
四、碳纤维在工程中的应用碳纤维由于其优异的性能，在工程领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 航空航天领域：碳纤维被广泛应用于飞机和航天器的结构件和附件中，能够减轻重量、提高飞行性能。
碳纤维名词解释
碳纤维名词解释碳纤维，又称碳纤维复合材料，是一种轻质复合材料，它由碳纤维、聚合物和无定形填充物组成，使用电子显微镜（SEM）分析可以看到材料中各种形状的碳纤维。
碳纤维复合材料具有非常高的强度、弹性和刚度。
由于它的超高性能，它被广泛应用于航空、航天、交通运输、医疗等领域。
碳纤维由炭素（carbon）构成。
这些碳原子经过聚合，形成了微细长丝状的碳纤维。
碳纤维细丝由碳原子构成，纤维的形状和大小取决于碳原子的排列。
碳纤维的物理性能主要取决于它的纤维结构，具体包括纤维的直径、拉伸强度、横向强度、抗弯刚度和弹性模量等。
碳纤维具有极高的拉伸强度、抗弯刚度和弹性模量，但其弯曲强度很低，有时甚至可以忽略。
碳纤维的优势在于可以制造出能够抵抗拉伸、抗拉、抗弯等应力的复合材料。
碳纤维复合材料可以用于制造航空器、汽车零部件、舰船体结构、塑料结构模具、体育器材、桥梁支架等。
碳纤维可以用作以下材料的复合成形，可以借助熔浆通过注入法制备表面层次细节非常丰富的碳纤维增强复合材料：1、金属陶瓷增强复合材料：金属陶瓷复合材料是将金属和陶瓷用碳纤维复合在一起，使用碳纤维作为强化材料，以提高材料的强度和韧性。
2、聚合物-碳纤维复合材料：碳纤维增强复合材料，也称聚酰胺酯碳纤维增强复合材料，是将聚酰胺酯混合物和碳纤维复合在一起，可以提高复合材料的强度、刚度和弹性模量。
3、纤维织物增强复合材料：纤维织物增强复合材料是在织物基体上层层增强的复合材料，主要是在织物基体中添加碳纤维和聚合物，以提高复合材料的强度、刚度和弹性模量。
碳纤维复合材料具有非常高的轻质和强度、刚度和抗拉性，使其在航空、航天、交通运输、医疗等领域受到了广泛的应用。
碳纤维复合材料可以用在航空器零部件制造中，用于制造更轻、更强、更持久的航空器零件。
此外，碳纤维复合材料也可以用于其他行业，如汽车零部件制造、舰船体结构、织物复合体制造等。
碳纤维复合材料的优势在于它的超高性能，拥有强力、刚度和弹性模量，并且可以制造出能够抵抗拉伸、抗拉、抗弯等应力的复合材料。
碳纤维复合材料范文
碳纤维复合材料范文碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP）是一种由碳纤维与树脂基体组成的高性能复合材料。
它具有优异的力学性能、较低的密度和良好的耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
本文将从碳纤维的特点、制备方法、力学性能及应用领域等方面进行介绍。
碳纤维是一种由碳元素组成的纤维，具有高强度、高模量和低密度等特点。
其强度比钢材高5倍以上，模量比钢材高2倍以上，密度仅为钢材的四分之一、此外，碳纤维还具有优异的耐腐蚀性和导电性，在高温环境下也能保持良好性能。
这些特点使得碳纤维在许多领域有着广泛的应用前景。
制备碳纤维复合材料的方法主要包括预浸法、浸润法和热压法等。
预浸法是将碳纤维预先浸渍于树脂中，使其成为硬化的片材，进而进行分层堆积。
浸润法是将预浸过的碳纤维层与树脂层分别压制成预制板，再进行热压或热固化处理。
热压法则是将碳纤维与树脂在加热和压力作用下同时进行热固化，形成成品。
碳纤维复合材料具有优异的力学性能，主要表现在高强度、高模量和高韧性等方面。
由于碳纤维的高强度和高模量特性，使得复合材料能够承受更大的载荷，在相同重量下具有更高的强度。
而碳纤维的高韧性也使复合材料在受力时能够表现出更好的延展性和断裂韧性。
此外，碳纤维复合材料还具有良好的疲劳及耐腐蚀性能，使其能够在复杂的工程环境中长时间稳定运行。
碳纤维复合材料在航空航天领域有着广泛的应用。
由于其优异的力学性能和轻质化特点，它能够降低飞机结构重量，提升机翼等关键部件的强度和刚度，改善飞机的燃油效率。
同时，碳纤维复合材料还具有较高的耐腐蚀性，能够在大气、海洋等复杂环境下长期使用。
另外，碳纤维复合材料还广泛应用于航天器、导弹等领域，用于提升载荷能力和减轻结构重量。
汽车工业是另一个重要的应用领域。
碳纤维复合材料能够提升汽车的燃油效率和安全性能。
汽车零部件如车身、座椅和悬挂等，使用碳纤维材料可以降低整车重量，提升车辆的操控性和行驶稳定性。
第八章碳纤维PPT课件
碳纤维的强度(σ)、弹性模量(E)与材料的反固应有速弹率性常模数量主
(速E0度)、常纤数维(K的)之轴间向的取关向系度：(α)、结晶厚度纤量(d维越要提应取)、的大取速高向碳弹决率温度化性于。度越处模反在可高理应提以，的温高提反度温高应，度反
E E0(1)1
的同时提高牵伸率， 则可提高纤维的强度。
聚丙烯腈基碳纤维 粘胶基碳纤维 沥青基碳纤维 木质素纤维基碳纤维
其它有机纤维类（各种天然纤维， 再生纤维缩合多环芳香族等）
碳纤维功能
受力结构用碳纤维 耐焰碳纤维 活性碳纤维（吸附活性） 导电用碳纤维
润滑用碳纤维
耐磨用碳纤维
碳纤维与石墨纤维的区别： 碳纤维主要含无定形碳，碳含量约为95％，
热处理温度1200～1500℃ 石墨纤维含较多的结晶碳，碳含量99％以上，
制造高强度、高模量碳纤维多选用聚丙烯腈为原料
8.2.2.1 以粘胶纤维为原料制造碳纤维 粘胶纤维属于多糖类有机化合物，分子式(C6H10O5)n，
粘胶原丝具有环状分子结构，可以直接进行碳化或石墨化处 理，而制成粘胶基碳纤维。
性能平衡性较差，弹性系数较大，强度较低，碳化收率 较低（20%-30%）[聚丙烯腈基碳纤维为40%-60%，沥青基 碳纤维为80%-90%]，因此该粘胶碳纤维的前景不大。
原因：液相时只氧化纤维表面，而气相氧化剂可能渗 透较深，尤其在表面有微裂和缺陷处。
但液相氧化多为间歇操作，处理时间长，操作繁 杂，难以和碳纤维生产线直接相连接。
硝酸、硫酸、高锰酸钾、 重铬酸钾、次氯酸钠 硝酸法是常用的液相氧化 法，经处理后的碳纤维其 表面积和官能团均增加。
硝酸处理石墨纱时表面官能团的变化
碳化：
在400℃～1900℃的惰性气氛中进行，碳纤 维生成的主要阶段。除去大量的氮、氢、氧等 非碳元素，改变了原PAN纤维的结构，形成了 碳纤维。碳化收率40％~45％，含碳量95%左右。
高性能纤维—碳纤维(纺织材料课件)
指标名称
密度／g．cm-3 强度／cN．tex-1 模量/ cN．tex-1 晶粒厚度／nm
取向角
普通型碳纤维 (A型或Ⅲ型)
1.71-1.93 91.8-140.7 9697．8-12390
<5.o >10°
高强型碳纤维 (C型或Ⅱ型)
1.69-1.85 132.8-177.4 13847-17723
子主链结构对纤维轴的择优取向，预氧化过程必须对纤维施加张力，
实行多段拉伸。
碳纤维制造过程式中最重要的环节
3 预氧化的炭化
预氧丝在惰性气体保护下，在800~1500℃范围内发生碳化反应。纤
维中的非碳原子如N 、H、O等元素被裂解出去，预氧化时形成的梯形大
分子发生交联，转变为稠环状结构。纤维中的含碳量从60%左右提高到
达1000kcal/kg。这些热量必须瞬间排除，否则会发生局部温度剧升
而导致纤维断裂，所以瞬时带走预氧化过程中释放出的反应热是设
备放大和工业生产的关键所在。
除此之外，在预氧化过程中还发生较大的热收缩。一方面是经过
拉伸的原丝，大分子链自然卷曲产生物理收缩。另一方面，大分子
环化过程中产生化学收缩。为了要得到优质碳纤维，继续保持大分
到使用要求。因此，在制备碳纤维工艺流程中都要设置碳纤维表面处理
工序和上浆工序。
表面处理工序主要使碳纤维表面增加含氧官能团和粗糙度，从而增
加纤维和基体之间粘结力，使其复合材料的层间剪切强度提高到80-
120MPa，从而使碳纤维的强度利用率由60%左右提高到80%~90%。
上浆工序的目的是避免碳纤维起毛损伤，所以碳纤维总在在保护胶液中
度和模量都十分高，而垂直于纤维轴向的强度和模量都很低，纤维
碳纤维复合材料
碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种由碳纤维和树脂基体组成的高性能材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀和耐磨损等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造、体育器材等领域。
本文将从碳纤维复合材料的制备工艺、性能特点及应用领域等方面进行介绍。
首先，碳纤维复合材料的制备工艺包括预浸料制备、层叠成型、固化和后处理等步骤。
预浸料是将碳纤维与树脂预先混合，形成一种浸渍了树脂的碳纤维布，以便于后续的成型加工。
层叠成型是将预浸料铺在模具中，按照设计要求依次叠加，形成所需的复合材料结构。
固化是通过加热或加压等方式使树脂固化，使碳纤维与树脂基体充分结合。
最后进行后处理，包括修整、表面处理等工艺，以提高复合材料的表面质量和性能。
其次，碳纤维复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀和耐磨损等优点。
碳纤维的比强度和比模量都很高，比重却很低，因此碳纤维复合材料具有很高的强度和刚度，同时又非常轻便。
此外，树脂基体的耐腐蚀性能和碳纤维的耐磨损性能也使得碳纤维复合材料在恶劣环境下有着良好的表现。
因此，碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天领域，用于制造飞机机身、机翼等部件，以减轻飞机重量，提高飞行性能。
同时，汽车制造业也将碳纤维复合材料应用于汽车车身、悬挂系统等部件，以提高汽车的安全性和燃油经济性。
在船舶建造领域，碳纤维复合材料可以用于制造船体结构、船舶内部装饰等部件，以提高船舶的航行性能和舒适性。
此外，碳纤维复合材料还被广泛应用于体育器材制造，如高尔夫球杆、自行车车架等，以提高器材的性能和使用寿命。
综上所述，碳纤维复合材料具有制备工艺简单、性能优异、应用广泛等特点，是一种具有很高发展潜力和广阔市场前景的材料。
随着科技的不断进步和人们对轻质高强材料需求的增加，碳纤维复合材料必将在未来得到更广泛的应用和发展。
碳纤维复合材料PPT课件
图6-1 C/C在航天飞机上的应用部位
航天飞机表面温度
C/C在航天飞机上应用部位
图6-2 导弹鼻嘴
6.5.2 刹车材料方面的应用
法国欧洲动力公司大量生产C/C刹车片，用 作飞机（如幻影式战斗机）、汽车（如赛 车）和高速火车的刹车材料。
T-50-221-44
X-y向
Z向
1.9
ATJ-5 结晶向 ⊥结晶向
1.83
拉伸强度 24
140
126
39.6
30.5
/MPa
2500
280
231
54.3
43.4
抗拉模量 24
59.4
52.4
11.7
7.8
/GPa
2500 40.9
30.5
11.2
7.4
断裂延伸率 24
0.18
0.2
0.45
0.54
三、CVD法的优缺点
优点：基体性能好，且与其他致密化工艺 一起使用，充分利用各自的优势。可以将 CVD法和液态浸渍法联合应用，可以提高 材料的致密度。
缺点：沉积碳的阻塞作用形成很多封闭的 小空隙，得到的C/C复合材料密度低。
表6-6 树脂/沥青浸渍与CVD制C/C复合材料 性能比较
6.5 C/C复合材料的应用
波音747上使用C/C刹车装置，大约使机身 质量减轻了816.5kg。
日本C/C用作飞机刹车材料已有10年的历史。 日本协和式超音速客机共8个轮，刹车片约 用300kgC/C复合材料，可使飞机减轻 450kg。用作F-1赛车刹车片，可使其减轻 11kg。
6.5.3 其他方面的应用
碳纤维复合材料
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11
复合材料的机翼设计
设计指标：
气动外形设计 结构刚度/强度设计 气动弹性设计 稳定性设计
12
结构形式
1、 梁式机翼 2、 单块式机翼 3、 多腹板式机翼
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机翼平面几何参数定义
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梁式机翼：蒙皮较薄，扭转刚度
小，主要依靠翼梁承受弯矩。一 般相对厚度较大的低速轻型飞机 多采用。 单块式机翼：蒙皮较厚，长桁强。主要由上、 下壁板承受弯矩。它的生存力强，刚度好，但不 宜开口。通常相对厚度较大，速度较高的飞机多 使用此型式。
3
碳纤维按原料分类
聚丙烯腈（PAN） 碳纤维、石油沥青基碳 纤维和粘胶基碳纤维三类。其中，PAN 基 碳纤维占据主流地位，产量占碳纤维总量 的 90% 以上。
物理性能
4
碳纤维力学性能
5
碳纤维增强复合材料
碳纤维增强基复合材料 是由炭纤维织物增强碳或石 墨化的树脂碳以及化学气相 沉积碳所形成的复合材料。
7
复合材料与普通材料、金属材料的对比 采用复合材料制造的飞机主体结构可 以使结构重量减轻20%-30%,从而所需 机翼面积、推力面积减小，使发动机 重量减轻，进而提高发动机燃油效率
一般结构重量减轻30%，燃油消耗可以降低7%-15%。
8
性能对比
9
碳纤维复合材料在飞机结构中的应用
飞机结构中应用的碳纤维T300为代表， 包括AS4、HTA等是第一代； 以T800为代表，包括IM6、IM7、HTS等 是第二代。
翼梁承受大部分的弯矩和剪力。一般由
凸缘、腹板和支柱构成。凸缘与腹板组成 工字型梁。
纵墙与翼梁相似，但其凸缘较弱并且不
与机身相连，其长度有时仅为翼展的一部 分。通常布置在机翼的前后缘部分，与上 下蒙皮相连。
碳纤维及其复合材料
施张力使纤维 施张力约 高强 施张力约
伸长约10% 。 0.5N/束。
12N/ 束。
6.2.1 聚丙烯腈碳纤维旳制备
聚丙烯腈旳构造：
均聚体旳聚合物中存在大量旳－CN基团，大分子 间作用力强，无侧链，使预氧化和碳化生产周期长， 成本高，强度低。
CH2 CH C N
6.2.1 聚丙烯腈碳纤维旳制备
采用共聚体可处理上述问题，共聚体旳原丝使活 化能降低，有利于增进环化和交联，缓解预氧化物放 热反应，改善纤维旳致密性和均匀性。
在乱层石墨构造中，石墨层片是基本旳构造单元，若干层片 构成微晶，微晶堆砌成直径数十纳米、长度数百纳米旳原纤，其 直径约数微米。原纤呈现弯曲、彼此交叉旳许多条带状构造构成， 条带状旳构造之间存在针形空隙，大致沿纤维轴平行排列。
石墨层片旳缺陷 及边沿碳原子
基本构造单元
石墨微晶 二级构造单元
原纤维构成碳纤维单丝 碳纤维旳三级构造单元
低性能碳纤维 耐火纤维，碳质纤维，石墨纤维等
短纤维
长纤维
6.4 碳纤维旳构造与性能
6.4.1 碳纤维旳物理构造（层状平面环） 碳纤维旳构造决定于原丝构造与碳化工艺。 对有机纤维进行预氧化、碳化等工艺处理旳目旳 是，除去有机纤维中除碳以外旳元素，形成聚合多环 芳香族平面构造。
材料旳性能主要决定于材料旳构造。构造有两 方面旳含义：一是化学构造，二是物理构造。
在制备碳纤维旳过程中，不论采用什么原材 料，都要经过上述五个阶段，即原丝预氧化（拉 丝、牵伸、稳定）、碳化以及石墨化等，所产生 旳最终纤维，其基本成份为碳。
6.2 碳纤维旳制备
PAN基碳纤维制备工艺流程：
PAN原丝200300C 1150惰气 碳纤维 2100C石墨化 石墨纤维
碳纤维及其复合材料讲解
碳纤维及其复合材料讲解引言碳纤维是近年来广泛应用于各个领域的一种先进材料，它具有低密度、高强度、高模量、耐热性等优异的性能，在航空航天、汽车、体育器材等领域有着重要的应用。
本文将对碳纤维及其复合材料进行深入讲解，介绍其结构、特性以及应用领域。
碳纤维的结构和制备方法碳纤维是由碳元素组成的纤维状材料，其结构由纯净的碳元素构成，具有高度有序的晶体结构。
碳纤维的制备方法主要包括聚丙烯纤维炭化法、聚丙烯纤维长丝法和聚丙烯纤维溶胶纺丝法等。
其中，聚丙烯纤维炭化法是最常用的方法，它通过将聚丙烯纤维经过预处理后进行高温炭化，得到纯净的碳纤维。
碳纤维复合材料的制备及特性碳纤维复合材料是将碳纤维与树脂基体进行复合制备而成的一种材料。
它具有轻质、高强度、高模量、耐腐蚀等多种特性。
碳纤维复合材料的制备工艺主要包括预浸法、自动定型法和预浸层叠法等。
其中，预浸法是最常用的方法，它通过将碳纤维预先浸渍于树脂中，然后进行固化和压制，最终得到具有预定形状和性能的复合材料。
碳纤维复合材料具有优异的力学性能，其强度和刚度远远超过许多传统材料。
它还具有良好的耐热性和耐腐蚀性能，在高温和恶劣环境下能够保持较好的性能。
此外，碳纤维复合材料还具有良好的阻尼性能，能够吸收和分散冲击能量，提高结构的抗震能力。
碳纤维及其复合材料的应用领域碳纤维及其复合材料在各个领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，碳纤维复合材料被广泛应用于飞机、卫星等结构中，以减轻重量并提高飞行性能。
在汽车领域，碳纤维复合材料能够替代传统金属材料，减少车身重量，提高燃油经济性。
在体育器材领域，碳纤维复合材料制成的高尔夫球杆、网球拍等器材具有轻盈、刚性等优势，提高了运动员的表现。
此外，碳纤维复合材料还广泛应用于建筑、能源、电子等领域。
在建筑领域，碳纤维复合材料能够替代传统的钢筋混凝土，提高结构的抗震性能。
在能源领域，碳纤维复合材料被用于制造风力发电叶片、太阳能电池等设备，提高能源转换效率。
碳纤维PPT演示课件
航天飞机
16
（2）航空工业 用作主承力结构材料，如主翼、尾翼和机 体；次承力构件，如方向舵、起落架、副 翼、扰流板、发动机舱、整流罩及座板等，
此外还有C/C刹车片。
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（3）交通运输
用作汽车传动轴、板簧、构架和刹车片等
制件；船舶和海洋工程用作制造渔船、鱼 雷快艇、快艇和巡逻艇，以及赛艇的桅杆、 航杆、壳体及划水浆；海底电缆、潜水艇、 雷达罩、深海油田的升降器和管道。
碳纤维构件 试验
22
碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的 结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料 将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对 结构及构件加固补强的目的。
23
碳纤维瓦
24
2007年5月10日，荷兰建成世界上最长的碳 纤维复合材料桥。该桥长24.5米，宽5米。
25
（6）其它工业 化工用的防腐泵、阀、槽、 罐；催化剂，吸附剂和密封制品等。生体 和医疗器材如人造骨骼、牙齿、韧带、X光 机的床板和胶卷盒。编织机用的剑竿头和 剑竿防静电刷。其它还有电磁屏蔽、电极 度、音响、减磨、储能及防静电等材料也 已获得广泛应用。
6
目前主要生产黏胶纤维的原料主要有木浆 型和棉浆型两种浆粕，俄罗斯和白俄罗斯 主要采用木浆型，我国主要采用棉浆型。 以黏胶丝为原料制碳纤维碳化得率只有 20～30％﹐这种碳纤维碱金属含量低﹐特 别适宜作烧蚀材料。
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2.沥青基碳纤维
沥青基碳纤维分为两大类：一类是通用级， 由各向同性沥青制造纤维；另一类是高性能 级，由各向异性中间沥青制造纤维。以沥青 纤维为原料时﹐碳化得率高达 80～90％﹐ 成本最低﹐是正在发展的品种。
2
碳纤维概念
碳纤维是复合材料 碳纤维是一种纤维状碳材料。呈黑色，坚 硬，是一种强度比钢的大、密度比铝的小、 比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、 又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、 热学和力学性能的新型材料。
碳纤维PPT课件
碳 纤 维 直 升 机 旋 翼
文体和医疗用品
文体休闲用品是碳纤维复合材料应用的重要领域，高 尔夫球杆、网球拍和钓鱼杆是三大支柱产品，其次是 自行车、赛车、赛艇、弓箭、滑雪板、撑杆和乐器外 壳等。医疗领域包括医学上用的移植物、缝合线、假 肢、人造骨骼、韧带、关节以及x光透视机等。
碳化：
在400℃～1900℃的惰性气氛中进行，碳纤维 生成的主要阶段。除去大量的氮、氢、氧等非碳 元素，改变了原PAN纤维的结构，形成了碳纤维。 碳化收率40％~45％，含碳量95%左右。
PAN纤维热处理温度与强度 和弹性模量的关系
碳纤维的应用 航空航天 文体和医疗用品 一般工业
航空航天
以聚丙烯腈（PAN）为原料制造的碳纤维
聚丙烯腈的结构：
均聚体的聚合物中存在大量的－CN基团， 大分子间作用力强，无侧链，使预氧化和 碳化生产周期长，成本高，强度低。
采用共聚体可解决上述问题，共聚体的原丝使活化能 降低，有利于促进环化和交联，缓和预氧化物放热反 应，改善纤维的致密性和均匀性。
PAN原丝制备碳纤维的过程分为三个阶段： 预氧化：200℃～300℃的氧化气氛中，原丝受张力情况下进行
碳纤维分类
按原丝类型
CF分类方法
按碳纤维性能 按碳纤维的功能 按制造条件和方法
碳纤维的制备
不同于有机纤维或无机纤维，不能用熔融法 或溶液法直接纺丝，只能以有机物为原料， 采用间接方法来制造。
世界上碳纤维的生产有粘胶基碳纤维、聚丙 烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维等三大加工方 法。聚烯腈碳纤维碳纤维的性质
8-第八章_复合材料细观力学
假设代表性体积单元长度为l，宽度为w，而且w=wf+wm(见图8.3)。当单 元体在1方向受到拉伸时，引起纤维和基体的横向应变（2方向）分别为
f 2 f f 1 f 1, m2 m m1 m1
式中，vf 和 vm分别是纤维和基体的泊松比。 单元的横向变形△w可以表示为
8.1 细观力学的基本假设
单向复合材料是各向异性的非均质体，而其组分材料（纤维和基体） 可视为均质的、各向同性的。纤维具有高的强度和刚度，作为承载的主 体；纤维是密实的，性能比较稳定。基体的力学性能较弱，但对复合材 料的结构完整性起着重要作用。通常基体中包含着孔隙，复合材料的强 度与孔隙含量亦有密切关系。另外，纤维与基体之间的界面结合完好性 对复合材料的力学性能亦有影响。然而基体中的孔隙含量和界面黏结程 度都可通过制造工艺来控制。为了简明分析组分材料与复合材料之间的 力学关系，本章采用的细观力学方法须有如下的基本假设： （1）复合材料单层是宏观均质的、线弹性的、正交各向异性的，且无初 应力； （2）增强材料（纤维）是均质的、线弹性的、各向同性（玻璃纤维）或 横向各向同性的（石墨纤维、硼纤维），且分布规则； （3）基体材料是均质的、线弹性的、各向同性的，孔隙可忽略不计； （4）界面黏结完好，无缺陷。
图8.3 代表性体积单元体1方向 拉伸示意图
EL E f f Emm E f f Em 1 f
（8.6）
这就是复合材料沿纤维方向的弹性模量混 合律。EL与f具有线性关系，当f由0~1变化时， EL从Em~Ef按线性变化，如图8.4所示。
图8.4 EL和f的关系
w w f wm f 2 w f m 2 wm f w f m wm 1
碳纤维复合材料
碳纤维复合材料——未来材料之王是一种优异的轻量化复合材料，具有优异的强度、刚度和耐久性，同时具有优良的耐腐蚀性能和耐疲劳性能，从而在航空航天、汽车、运动器材等领域广泛应用。
一、的制备是通过高强度、高模量碳纤维与树脂复合而成的一种材料。
碳纤维和树脂各自具有不同的特性，且在复合过程中难以完全配合，从而影响着的性能。
碳纤维通常采用丝状碳纤维制作，在高温下加热，从而去除其内部气孔和杂质。
之后，通过涂覆树脂、卷绕或采用复合加工的方法来制备。
在复合过程中，需要控制好树脂的质量和成型以及碳纤维的方向和排布，从而获得理想的性能。
二、的性能具有优异的强度、刚度和耐久性，主要包括以下方面：1. 强度高：具有优异的抗拉强度和抗压强度，远远超过传统材料，可以达到更高的载荷承受能力。
2. 轻量化：碳纤维的比重很小，只有铝的1/4，钢的1/5左右，因此可以大大降低产品的重量，提高整体性能。
3. 耐腐蚀性能好：碳纤维耐酸碱腐蚀，便于清洗和保养。
4. 耐疲劳性能好：碳纤维的疲劳寿命非常长，不容易产生裂纹和疲劳断裂。
5. 方向性好：的方向性非常好，可以根据实际需要设计定向性的强度和刚度，满足各种复杂需求。
三、的应用1. 航空航天领域：在航空航天领域中，广泛应用于飞机和航天器的结构件和零部件。
这种材料的轻量化特性可以大大减少飞机和航天器的重量，从而提高其速度和载荷。
2. 汽车领域：可以用于汽车车身的制造，以此来减轻汽车重量，降低油耗，提高车辆性能和安全性。
3. 运动器材领域：可以用于制造运动器材，如自行车的车架、高尔夫球杆、网球拍、冲浪板等，这些器材不仅坚固耐用，而且轻量化特性可以使运动员更快更轻松的完成动作，提高运动表现。
四、的发展趋势未来，还将有更广泛的应用。
随着技术的不断发展，的制备工艺和材料性能将不断提高，特别是在3D打印、微纳技术、超材料等领域，将应用更加广泛，成为未来材料之王。
在材料研发中，根据实际需要设计更优质的，并实现快速、大规模、低成本制备，将提高的应用范围和市场竞争力。
《碳纤维复合材料》课件
切割与加工
在高温下进行热处理，消除材料中的 内应力，提高其稳定性和耐久性。
根据需要，对碳纤维复合材料进行切 割和加工，以满足不同应用的需求。
表面涂装与防护
对碳纤维复合材料表面进行涂装和防 护处理，以提高其耐腐蚀、耐磨等性 能。
碳纤维复合材料的
03
性能与测试
碳纤维复合材料的力学性能
01
02
03
高强度与高刚性
碳纤维复合材料具有极高 的抗拉强度和弹性模量， 使其成为承受重负载和抵 抗变形的理想选择。
疲劳性能优异
碳纤维复合材料在循环载 荷下表现出良好的耐久性 ，适用于需要承受周期性 载荷的场合。
损伤容限高
碳纤维复合材料的独特结 构使其能够承受部分损伤 而不影响整体性能，提高 了结构的安全性。
碳纤维复合材料的热学性能
将碳纤维与树脂等基体材料混合，制备成预浸料。预浸料的制备质 量直接影响复合材料的性能。
铺层与成型
将预浸料按照设计要求进行铺层，然后在一定温度和压力下进行成 型处理，使材料固化形成碳纤维复合材料。
后处理与加工
对成型的碳纤维复合材料进行后处理和加工，以满足不同应用需求 。
碳纤维复合材料的后处理工艺
热处理与消除内应力
将聚合物单体进行聚合，然后纺成纤维。这一过程中，需要控制温度 、压力等参数，以确保纤维的质量。
预氧化与碳化
在高温下进行预氧化和碳化处理，使纤维中的氢、氧等元素得以去除 ，同时形成碳纤维的结构。
表面处理与涂层
对碳纤维表面进行处理和涂层，以提高其与其他材料的粘附性和功能 性。
碳纤维复合材料的成型工艺
预浸料制备
良好的热稳定性
碳纤维复合材料在高温下仍能保持稳定的力学性能， 适用于高温环境。
碳纤维复合材料
碳纤维复合材料在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。
自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使复合材料领域呈现出一派勃勃生机。
下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。
碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。
碳纤维比重小，因此有很高的比强度。
碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。
碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。
碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。
在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。
碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。
随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。
80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。
由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。
因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。
所以，在航空航天工业中争相采用先进复合材料。
有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。
据报道，美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。
《碳纤维简介》课件
飞机机翼
碳纤维的轻质和高强度使之成为 制造飞机机翼的理想材料。
宇宙飞船
碳纤维在宇宙飞船的外层和结构 中得到广泛应用，减轻质量并提 高稳定性。
直升机旋翼
碳纤维制造的旋翼具有更好的刚 性和减震能力，提高飞行性能。
碳纤维在汽车工业中的应用
车身结构
碳纤维车身结构的使用可以 减轻汽车重量，提高燃油效 率。
车轮和刹车盘
《碳纤维简介》PPT课件
碳纤维是一种轻质高强度的复合材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
碳纤维的定义和特点
1 高强度
碳纤维比钢材还要强，重量却只有它的四分 之一。
2 低密度
碳纤维具有轻质的特性，有助于减轻结构的 重量。
3 耐腐蚀
碳纤维不受化学腐蚀的影响，能够在恶劣环 境下使用。
4 导电性
碳纤维具有优异的导电性，适用于电子和航 空领域。
碳纤维的优势和局限性
优势
• 轻质高强度 • 耐腐蚀 • 导电性
局限性
• 昂贵的制造成本 • 易受划伤和冲击 • 纤维制造技术仍有限
结论和展望
碳纤维作为一种重要的先进材料，具有广阔的应用前景。随着制造工艺的不 断改进和成本的降低，碳纤维将在更多领域得到应用。
碳纤维制造的车轮和刹车盘 具有卓越的耐用性和高温稳 定性。
内部装饰
碳纤维内饰件增添了汽车的 豪华感和现代感。
碳纤维在体育器材领域的应用
1 高尔夫球杆
碳纤维材质的高尔夫球杆具有更好的挥杆体验和更高的击球距离。
2 自行车车架
碳纤维自行车车架具有更好的刚性和轻量化的特点，提高了骑行体验。
3 网球拍
碳纤维网球拍具有更高的稳定性和挥动速度，提高了球员的竞技水平。
复合材料第八章-碳纤维
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ石墨为六方晶体结构，石墨层面上的碳原子以短共 价键连接，沿着层面排布开，C-C距离为1.415埃米， 层-层间由范德华力连接，层间距离为3.3538埃米。 层面内键强度约为627KJ/mol，层-层间的粘合能只 有5.43KJ/mol。 弹性模量取决于原子间的作用力： 平行于层面施加应力时，拉伸共价键，高弹性模量； 垂直于层面施加应力时，层面结合力弱，低弹性模 量。 石墨巨大的分子结构边沿不整齐，边缘的缺陷可以 和-H、-OH、=O等键合，也可以同外部的原子键合。 材料的强度：由分子结构和结构完整性决定。
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8.2 碳纤维的分类与制造 8.2.1 碳纤维的分类：种类很多，一般根据原丝的类 型，碳纤维的性能、用途进行分类。 根据碳纤维的性能分类： (1) 高性能碳纤维 在高性能碳纤维中，有高强度碳纤维、高模量 碳纤维、中模量碳纤维等。 (2)低性能碳纤维 这类碳纤维中，有耐火纤维、碳质纤维、石墨 纤维等。
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8、碳纤维 8.1 概述 碳纤维——由有机纤维或低分子烃气体原料在惰性气 氛中经高温(1500ºC)碳化而成的纤维状碳化合物，其 碳含量在90%以上。 特点：具有高的比强度和高模量，热膨胀系数小， 尺寸稳定性好。被大量用作复合材料的增强材料。 用碳纤维制成的树脂基复合材料比模量比钢和铝合 金高5倍，比强度高3倍以上，同时耐腐蚀、耐热冲击、 耐烧蚀性能均优越，因而在航空和航天工业中得到 应用并得到迅速发展。 5
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碳纤维性能
碳纤维是由有机纤维经固相反应转变而成 的纤维状聚合物碳，是一种非金属材料。 碳纤维不属于有机纤维范畴，但从制备方法 上看，它又不同于普通无机纤维。 ①碳纤维具有重量轻、比强度大、模量高、耐热性 高； ②化学稳定性好，除硝酸等少数强酸外，几乎对所 有药品均稳定；另外，碳纤维对碱也稳定。 碳纤维制品具有非常优良的X射线透过性，阻 止中子透过性，还可赋予塑料以导电性和导热性。 以碳纤维为增强剂的复合材料具有比钢强、比 铝轻的特性，是一种目前最受重视的高性能材料之 一。它在航空航天、军事、工业、体育器材等许多 方面有着广泛的用途。
复合材料
第三部分 复合材料的增强材料
教学目的:通过本章的学习，初步掌握碳纤维的发展 史、碳纤维的定义、碳纤维的制备原理及方法、结 构与性能、表面处理工艺，碳纤维的主要应用。 重点内容: 1、碳纤维的制备原理。 2、碳纤维结构与性能的关系。 3、碳纤维表面处理的原因及工艺。
第八章 碳纤维
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难点:碳纤维的制备原理。 熟悉内容:碳纤维的发展历史及应用。
3、石墨化，碳化后纤维可经过石墨化，制造石墨纤 维。 在2500-3000度下，施加张力，并用保护气进行。 目的：使纤维中的结晶碳向石墨晶体取向，使之 与纤维轴方向的夹角减少，以提高碳纤维的弹性模 量。
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碳纤维（以PAN为原料） polyacrylonitrile 聚丙烯腈
原丝 制造 安定 化 硫 酸 脱 氢 ， 桥 接 反 应 ， 嘧 啶 聚 合 物 碳化 在 氮 气 中 加 热 一 千 至 两 千 度 稳定 化 碳 、 氮 等 结 合 反 应 ， 脱 氢 反 应 精整 表面 处理 表 面 形 成 氢 氧 基 ， 或 涂 有 机 聚 合 物
碳纤维的发展史： ---碳纤维（Carbon Fibre, CF或Cf）的开发历史可追 溯到19世纪末期，美国科学家爱迪生发明的白炽灯灯 丝；1880年，专利，制作碳丝并用于灯丝。
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----真正作为有使用价值并规模生产的碳纤维，则出 现在二十世纪50年代末期。1950年，美国制造出具 有一定机械强度的碳纤维。 ----1959年美国联合碳化公司(Union Carbide Corporation，UCC)以粘胶纤维(Viscose firber)为原 丝制成商品名为“Hyfil Thornel”的纤维素基碳纤维 (Rayon-based carbon firber)。 ----1962年日本炭素公司实现低模量聚丙烯脂基碳纤 维(Polyacry lontrile--based carbon firber，PANCF) 的工业化生产。
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材料刚度取决于原子之间的键，而键完全受轨道 电子排列所支配，与原子核无关。研制高比模量、 比强度的材料时，必选用质量轻的元素物质。 元素周期表前三位，氢、氦、锂，由于性质及现 有技术条件，不能选用； 硼纤维已开发成功并应用； 碳是第六号元素，引人注意。 碳原子量为12.011，60年代初热压法所制石墨构件 用于火箭发动机喷管，具有良好的耐腐蚀性能，高 顺纹强度及高温性能。 13
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以有机纤维为原料生产碳纤维的方法： 粘胶纤维为原料：多糖类化合物(C6H10O5)n,原丝具有 环状结构，可直接碳化或石墨化处理，制成碳纤维。 粘胶纤维属再生纤维素纤维。它是以天然纤维素 为原料，经碱化、老化、Байду номын сангаас化等工序制成可溶性纤维 素黄酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制 成。采用不同的原料和纺丝工艺，可以分别得到普通 粘胶纤维，高湿模量粘胶纤维和高强力粘胶纤维等。 普通粘胶纤维具有一般的物理机械性能和化学性 能，又分棉型、毛型和长丝型，俗称人造棉、人造毛 和人造丝。
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生产工艺：
---25-150度下，脱吸附水； ---150-240度下，纤维素环脱水； ---240-400度下，自由基反应，C-O、C-C键断，生成 H20、CO2等气体； ---400度以下，进行芳香化，放出氢气； ---升高温度，碳化和石墨化处理。 纤维素转化为碳纤维的过程中，纤维素质质量的 损失在90%以上。
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1988年，世界碳纤维总生产能力为10054吨/年， ----1968年美国金刚砂公司研制出商品名为“Kynol” 的酚醛纤维Phenolic fibers; ----1980年以酚醛纤维为原丝的活性碳纤维(Fibrous activated carbon)投放市场。 其中聚丙烯腈基碳纤维为7840吨，占总量的78％。 日本是最大的聚丙烯腈基碳纤维生产国，生产能力 约3400吨/年，占总量的43％。 美国的碳纤维主要用于航空航天领域，欧洲在 航空航天、体育用品和工业方面的需求比较均衡， 而日本则以体育器材为主。
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8、碳纤维 8.1 概述 碳纤维——由有机纤维或低分子烃气体原料在惰性气 氛中经高温(1500ºC)碳化而成的纤维状碳化合物，其 碳含量在90%以上。 特点：具有高的比强度和高模量，热膨胀系数小， 尺寸稳定性好。被大量用作复合材料的增强材料。 用碳纤维制成的树脂基复合材料比模量比钢和铝合 金高5倍，比强度高3倍以上，同时耐腐蚀、耐热冲击、 耐烧蚀性能均优越，因而在航空和航天工业中得到 应用并得到迅速发展。 5
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以丙烯腈（PAN）为原料制造碳纤维：制造高强度、 高模量碳纤维。 PAN纤维由丙烯腈单体在引发剂作用下聚合并纺丝而 成，由于大量-CN的存在，大分子间的作用力强，又 无侧链，使预氧化和碳化生产周期长，成本高。
改进： 采用共聚体可解决上述问题，共聚体的原丝 使活化能降低，有利于促进环化和交联，缓和预氧 化物放热反应，改善纤维的致密性和均匀性。 共聚单体的选择： 与丙烯腈有相似竞聚率，并具有亲核基团的单体， 如丙烯酸、MMA、马来酸、衣康酸、丙烯酸酯类等。
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8.2 碳纤维的分类与制造 8.2.1 碳纤维的分类：种类很多，一般根据原丝的类 型，碳纤维的性能、用途进行分类。 根据碳纤维的性能分类： (1) 高性能碳纤维 在高性能碳纤维中，有高强度碳纤维、高模量 碳纤维、中模量碳纤维等。 (2)低性能碳纤维 这类碳纤维中，有耐火纤维、碳质纤维、石墨 纤维等。
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PAN分子结构加热时的变化 (a) 形成梯形结构；(b)形成氧键结构
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2、碳化。 在400-1900度下的 惰性气氛中进行，碳 纤维生成的主要阶段， 此阶段去除了大量氮、 氢、氧等非碳元素， 改变了原PAN的结构， 形成了碳纤维。 碳化后，产率为 40-45%，碳纤维中含 碳量为95%左右，为 一种梯形聚合物，六 元环连接成的叠状结 构，具有很好的拉伸 强度。
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根据原丝的类型进行分类： 聚丙烯腈基 粘胶基 沥青基 木质素纤维基 其它有机纤维基 (各种天然纤维、 再生纤维、缩合多环芳香族合成纤维) 碳纤维等
根据碳纤维的用途进行分类： 受力结构用 耐焰碳纤维 活性（吸附活性）碳纤维 导电用碳纤维 润滑用碳纤维 耐磨用碳纤维 碳纤维：主要含有无定型碳，碳含量为95%，热处理 温度为1200-1500℃。 石墨纤维：含有较多的结晶碳，碳含量在99%以上， 热处理温度在2000℃以上。 制造纤维时的温度不同造成以上差别。 在美国，习惯将碳纤维成为石墨纤维。 18
CH2
CH
C N
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碳纤维的制备过程： 1、预氧化：200-300度氧化气氛中，原丝受张力情况 下进行； 原因：PAN的Tg在100度以下，分解前会熔融，因 而不能直接在惰性气体中碳化； 通过预氧化，PAN的结构转为梯形六元环结构， 不容易熔融。 预氧化过程中，颜色由白色—黄色—棕褐色—黑 色，吸氧量8-10%。 PAN纤维原取向被破坏，分子链收缩，预氧化中 施加张力，限制了收缩，使环化结构在较高温度下择 向取向，提高了纤维的模量。
金刚石 石墨六方晶体结构 石墨是层间六角网格碳原子组成。块状石墨密度2.15g/cm3 金刚石由四面体菱形空间六角网格碳组成，碳原子间是稳定 的sp3键，密度3.51g/cm3 材料的强度除决定于分子结构外，还决定于结构的完整性， 14 完整的结构将使材料具有高的强度。
石墨为六方晶体结构，石墨层面上的碳原子以短共 价键连接，沿着层面排布开，C-C距离为1.415埃米， 层-层间由范德华力连接，层间距离为3.3538埃米。 层面内键强度约为627KJ/mol，层-层间的粘合能只 有5.43KJ/mol。 弹性模量取决于原子间的作用力： 平行于层面施加应力时，拉伸共价键，高弹性模量； 垂直于层面施加应力时，层面结合力弱，低弹性模 量。 石墨巨大的分子结构边沿不整齐，边缘的缺陷可以 和-H、-OH、=O等键合，也可以同外部的原子键合。 材料的强度：由分子结构和结构完整性决定。
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纤维外观
短纤维 短切碳纤维和碳毡 长纤维 碳纤维长度可达几千米 二（双）向织物 布的叠层结构 将碳布折叠成一定的长、宽、高的形状 扭绳或编织绳 将数束单丝纤维合并成小股，以数 股或数十股进行扭编或编织，可制成粗细不等的圆形 或方形绳。 三向织物和多向织物
三向织物示意图 (a)平面图；(b)正交图；(c)立体图 碳纤维的三种编织结构
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主要英文词汇： Chemical vapour deposition---化学气相沉积（CVD） Carbon Fibre---碳纤维 Polyacryonitrile---聚丙烯腈, 简写为PAN） polyacrylonitrile 聚丙烯腈
参考教材或资料：
1、复合材料学----周祖福 （武汉理工大学出版社，2004年） 2、现代复合材料----陈华辉 邓海金 李 明 （中国物质出版社,1998） 3、复合材料概论----王荣国 武卫莉 （哈尔滨工业大学出版社,1999） 4、复合材料--------吴人洁（天津大学出版社,2000） 5、复合材料科学与工程---倪礼忠,陈麒(科学出版社,2002) 6、复合材料及其应用—尹洪峰,任耘（陕西科学技术出版社,2003） 7、高性能复合材料学---郝元恺,肖加余 (化学工业出版社,2004) 8、新材料概论--- 谭毅, 李敬锋(冶金工业出版社,2004) 9、先进复合材料----鲁 云 朱世杰 马鸣图 （机械工业已出版社,2004） 10、复合材料--------周曦亚（化学工业出版社,2005）