碳纤维是什么组成

碳纤维由碳原子以石墨晶体结构排列组成，直径约5-10微米。制造过程包括聚丙烯腈纤维预氧化、碳化和石墨化三个阶段。高温处理下，非碳元素被去除，碳含量超过90%。碳纤维强度是钢的5倍，重量却只有钢的1/4。航空航天领域广泛使用碳纤维制造机身和机翼，汽车行业也采用它减轻车身重量。碳纤维复合材料还应用于体育器材，如高尔夫球杆和自行车车架，提供优异的强度重量比。

碳纤维按力学性能分为高强度、高模量和超高模量三类。高性能碳纤维需要2000-3000℃的高温处理。现代碳纤维生产线年产能可达数千吨，单根纤维长度可达数百米。碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)是常见应用形式，环氧树脂作为基体材料占市场份额70%以上。风力发电叶片长度超过80米时，碳纤维材料能有效提高刚度和疲劳寿命。医疗领域也采用碳纤维制作假肢和轮椅框架，兼顾轻便性和耐用性。