碳纤维是什么化合物

碳纤维是一种含碳量超过90%的人造纤维材料，由聚丙烯腈、沥青或粘胶纤维等有机物经高温碳化制成。这种材料直径约5-10微米，由数千条碳原子层组成，形成类似石墨的晶体结构。碳纤维重量轻却强度高，抗拉强度可达3500-7000兆帕，是钢的5-7倍，但重量只有钢的1/4。它还具备耐腐蚀、耐高温、导电性好等特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。

碳纤维化合物属于碳元素的同素异形体，与金刚石、石墨有相似之处但结构不同。它的制备过程包括原丝制备、预氧化、碳化、石墨化等步骤，温度控制在1000-3000摄氏度之间。工业生产中，1吨碳纤维需要约2吨原丝材料，能耗大但性能优异。碳复合材料可减重30-60%，同时提升刚性20-50%，已成为现代工业不可或缺的高性能材料。