碳纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料 (CFRP) 是一種輕質(zhì)、堅(jiān)固的材料，可用于制造日常生活中使用的眾多產(chǎn)品。它是用于描述以碳纖維為主要結(jié)構(gòu)成分的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的術(shù)語(yǔ)。需要注意的是，CFRP中的“P”也可以代表“塑料”而不是“聚合物”。

通常，CFRP 復(fù)合材料使用環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯或乙烯基酯等熱固性樹(shù)脂。盡管CFRP 復(fù)合材料中使用了熱塑性樹(shù)脂，但“碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料”通常使用自己的首字母縮寫(xiě)詞 CFRTP 復(fù)合材料。

在使用復(fù)合材料或在復(fù)合材料行業(yè)工作時(shí)，了解術(shù)語(yǔ)和首字母縮略詞非常重要。更重要的是，有必要了解FRP復(fù)合材料的性能和碳纖維等各種增強(qiáng)材料的性能。

CFRP 復(fù)合材料的性能

用碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料不同于使用玻璃纖維或芳綸纖維等傳統(tǒng)材料的其他 FRP 復(fù)合材料。CFRP 復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)包括：

重量輕：使用連續(xù)玻璃纖維和 70% 玻璃纖維（玻璃重量 / 總重量）?的傳統(tǒng)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的密度通常為 0.065 磅/立方英寸。具有相同 70% 纖維重量的 CFRP 復(fù)合材料的密度通?？赡転?0.055 磅/立方英寸。

增加強(qiáng)度：碳纖維復(fù)合材料不僅重量更輕，而且每單位重量的 CFRP 復(fù)合材料更堅(jiān)固、更硬。將碳纖維復(fù)合材料與玻璃纖維進(jìn)行比較時(shí)確實(shí)如此，與金屬相比更是如此。

例如，將鋼與 CFRP 復(fù)合材料進(jìn)行比較時(shí)，一個(gè)不錯(cuò)的經(jīng)驗(yàn)法則是，相同強(qiáng)度的碳纖維結(jié)構(gòu)的重量通常是鋼的 1/5。你可以想象為什么汽車公司正在研究使用碳纖維代替鋼。

在將 CFRP 復(fù)合材料與鋁（使用的最輕的金屬之一）進(jìn)行比較時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)是相同強(qiáng)度的鋁結(jié)構(gòu)的重量可能是碳纖維結(jié)構(gòu)的 1.5 倍。

當(dāng)然，有許多變量可以改變這種比較。材料的等級(jí)和質(zhì)量可能不同，對(duì)于復(fù)合材料，需要考慮制造工藝、纖維結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。

CFRP復(fù)合材料的缺點(diǎn)

成本：盡管材料令人驚嘆，但有一個(gè)原因使得碳纖維不能在每一個(gè)場(chǎng)合應(yīng)用。目前，CFRP 復(fù)合材料在許多情況下成本過(guò)高。根據(jù)當(dāng)前的市場(chǎng)狀況（供需）、碳纖維的類型（航空航天級(jí)與商業(yè)級(jí)）以及纖維絲束尺寸，碳纖維的價(jià)格可能會(huì)有很大差異。

按每磅價(jià)格計(jì)算，碳纖維材料的價(jià)格可能比玻璃纖維貴 5 倍到 25 倍。將鋼與 CFRP 復(fù)合材料進(jìn)行比較時(shí)，這種差異甚至更大。

導(dǎo)電性：這對(duì)碳纖維復(fù)合材料來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，也可能是一個(gè)缺點(diǎn)，具體取決于應(yīng)用。碳纖維具有極強(qiáng)的導(dǎo)電性，而玻璃纖維具有絕緣性。許多應(yīng)用使用玻璃纖維，而不能使用碳纖維或金屬，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是因?yàn)閷?dǎo)電性。

例如，在公用事業(yè)行業(yè)，許多產(chǎn)品都需要使用玻璃纖維。這也是梯子采用玻璃纖維作為梯軌的原因之一。如果玻璃纖維梯子與電源線接觸，觸電的機(jī)會(huì)要低得多。CFRP 梯子情況就不同了。

盡管 CFRP 復(fù)合材料的成本仍然很高，但制造領(lǐng)域的新技術(shù)進(jìn)步正在繼續(xù)，以提供更具成本效益的產(chǎn)品。希望在我們的有生之年，我們能夠看到具有成本效益的碳纖維廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、工業(yè)和汽車領(lǐng)域。來(lái)源：ThoughtCo，碳纖維生產(chǎn)技術(shù)編譯整理

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