現(xiàn)如今，我們幾乎每天都能發(fā)現(xiàn)碳纖維的新用途。這些微小的細(xì)絲，目前有各種各樣的功能形狀，它的直徑只有人類頭發(fā)厚度的十分之一。纖維加工成織物，可用于成型后續(xù)的成型加工，并形成用于建筑的管材和片材，或作為常規(guī)線用于纖維纏繞。

雖然高強(qiáng)度和低重量仍然是推動復(fù)合材料進(jìn)入新市場的制勝配方，但其他特性也同樣至關(guān)重要。復(fù)合材料具有較低的熱膨脹系數(shù)（coefficients of thermal expansion，CTE）和良好的振動阻尼，這兩者都可以設(shè)計(jì)用于特定應(yīng)用。由于耐疲勞性和設(shè)計(jì)/制造靈活性，復(fù)合材料可以顯著減少特定應(yīng)用所需的零件數(shù)量。這可讓成品使用更少的原材料，更少的接頭和緊固件，組裝時(shí)間更短。

此外，復(fù)合材料已被證明具有優(yōu)異的耐極端溫度、耐腐蝕和耐磨損，特別是在工業(yè)環(huán)境中，這些環(huán)境因素會顯著降低產(chǎn)品壽命成本。由于這些特性，復(fù)合材料現(xiàn)在獲得了廣泛使用。在幾乎所有的交通工具中，從自行車到大型商用飛機(jī)，輕量化已經(jīng)成為首要目標(biāo)，這是由于面對不斷上漲的油價(jià)對燃油經(jīng)濟(jì)性的需求。

復(fù)合材料通常是以金屬、陶瓷和聚合物為基體，為了提高材料的機(jī)械性能和熱性能，通常在基體中加入一些更堅(jiān)硬、更強(qiáng)的元素作為增強(qiáng)劑。大多數(shù)復(fù)合材料的主要增強(qiáng)和承重材料是碳纖維。

長期以來，人們一直認(rèn)為碳纖維復(fù)合材料在高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)應(yīng)用中可能與鋼競爭。先進(jìn)的復(fù)合材料，如碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）已被用于各種行業(yè)，包括航空航天、汽車行業(yè)以及體育設(shè)備。最常用的碳纖維聚合物基體是環(huán)氧樹脂，此外還使用熱塑性樹脂、聚酯、聚砜和聚酰亞胺。通常來說，由碳纖維和塑料聚合物樹脂制成的復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高模量、持久耐用、價(jià)格低廉和重量輕。

復(fù)合材料正在取代傳統(tǒng)材料，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，工程師會發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料在各個(gè)領(lǐng)域都是金屬和木材等傳統(tǒng)材料的良好替代品，主要是因?yàn)椋?/span>復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度

CFRP材料具有最佳的強(qiáng)度重量比、耐腐蝕性、剛度和耐久性。由于其低密度和拉伸強(qiáng)度，碳纖維是鋼鐵等重金屬的絕佳替代品，因?yàn)樗亓枯p。熱固性樹脂的固有耐腐蝕性使CFRP產(chǎn)品比標(biāo)準(zhǔn)金屬材料具有更長的產(chǎn)品壽命，因?yàn)樗鼈儾粫P或腐蝕。

復(fù)合材料的高比強(qiáng)度是其最大的優(yōu)點(diǎn)。雖然每單位重量碳纖維比這兩種材料更堅(jiān)固和更硬，但它的重量卻分別約為鋼的25%、鋁的70%。多層復(fù)合材料層壓板比傳統(tǒng)單層鋼吸收更多的能量，使高端汽車工程師能夠在提高碰撞安全性的同時(shí)將車輛重量降低60%。

復(fù)合材料為新設(shè)計(jì)提供了可能

復(fù)合材料的設(shè)計(jì)替代方案是傳統(tǒng)材料難以達(dá)到的。復(fù)合材料可以加固物品;一個(gè)單一的復(fù)合材料部件可以代替整個(gè)金屬部件的裝配。

任何表面處理，從光滑到紋理，都可以通過改變表面紋理來模仿。由于玻璃纖維可以被塑造成各種各樣的船只設(shè)計(jì)，復(fù)合材料占休閑船船體的90%以上。這些優(yōu)勢帶來的長期節(jié)約包括更低的維護(hù)成本和更短的生產(chǎn)時(shí)間。

復(fù)合材料經(jīng)久耐用

無論在何種條件下，復(fù)合材料都不會生銹（盡管它們在與金屬部件結(jié)合時(shí)容易腐蝕）。復(fù)合材料比大多數(shù)聚合物更堅(jiān)韌，但比金屬更堅(jiān)韌。

由于其出色的尺寸穩(wěn)定性，無論熱或冷、濕或干，它們可以保持其形狀，無論是熱的還是冷的，濕的還是干的。因此，它們是室外結(jié)構(gòu)（如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片）的首選材料。

與傳統(tǒng)材料相比，工程師們更喜歡復(fù)合材料而不是傳統(tǒng)材料，因?yàn)閺?fù)合材料在維護(hù)和提供持續(xù)幾十年的建筑的長期穩(wěn)定性方面更具成本效益。

復(fù)合材料制造正變得更簡單化

過去，工程師們必須通過復(fù)雜的鋪層程序來制造復(fù)合材料，這既耗時(shí)又限制了設(shè)計(jì)幾何結(jié)構(gòu)。如今，這已被數(shù)字復(fù)合材料制造（Digital Composite Manufacturing，DCM）改變了。

一種稱為DCM的獨(dú)特制造方法可以在不需要體力勞動的情況下制造復(fù)合材料部件。通過DCM，復(fù)合材料可以在本地或全球范圍內(nèi)進(jìn)行三維定制，以滿足項(xiàng)目的理想強(qiáng)度、密度和靈活性。由于DCM，工程師現(xiàn)在可以自由地進(jìn)行3D打印和高性能復(fù)合材料的設(shè)計(jì)。

通過添加高度石墨化的纖維，碳纖維復(fù)合材料具有非常高的導(dǎo)熱性。為了更好地去除電子機(jī)械中不需要的熱量，電子系統(tǒng)中也推薦使用碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。（來源：碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)）

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