碳纖維材料的性能優(yōu)勢很多，其中強度和模量是核心的2種。不過強度和模量很難同時存在。強度提高，模量降低，而模量提高，模量又會降低，這是因為碳纖維的物理結構導致。那如何正確認知碳纖維的力學性能呢？我們來看一張參數(shù)表吧。
 
通過參數(shù)表來看碳纖維的力學性能
 
    碳纖維的力學性能概述
 
    1、熱學性質(zhì)：碳纖維材料因為晶體的高度各向異性，區(qū)別于一般的固體物質(zhì)與溫度的依存性。從工業(yè)應用角度來看，碳纖維材料的比熱大體上是恒定的，即便形式和形狀發(fā)生改變，而這種恒定卻是固定的。
 
    2、導熱性質(zhì)：碳纖維材料熱傳導不依賴電子，依靠晶格振動導熱，不符合金屬所遵循的維德曼-夫蘭茲定律。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，碳纖維材料的導熱系數(shù)較高，可與黃銅媲美。
 
    3、電學性質(zhì)：碳素材料電學性質(zhì)主要與石墨晶體的電子行為和不同的處理溫度有關，石墨的電子能帶結構和載流子的種類及其擴散機理決定了上述性質(zhì)。碳素材料這類電學性質(zhì)具有本征半導體所具備的特征，電阻率變化主要與載流子的數(shù)量的變化有關。
 
 
    碳纖維的力學性能參數(shù)表
 
    碳纖維的拉伸強度、彈性模量與碳化問題存在一定關系，拉伸強度隨著溫度升高，先提升再降低，在1600℃時到達頂峰，在2000~3000℃時趨于平穩(wěn)。而彈性模量不然，它會隨著溫度的提升一直增高。讓我們來看看M開頭的高模量碳纖維的性能參數(shù)表。
 
    從上圖可知，高模量碳纖維的性能與高強度碳纖維的性能具有一定的差距。從M40到M50碳纖維的拉伸強度略有降低，但彈性模量大大提高；而從M35J到M65J碳纖維的強度雖然也略有降低，但相比于M系列已經(jīng)大大提高了，彈性模量從343GPa增加到640GPa，增長了將近一倍，纖維的直徑也在趨于細旦化，從6.5μm降低到了4.7μm。T300到T1000G強度提高了近一倍，而模量提高的幅度很小，強度最高的T1000G的模量值也僅達到了294GPa。