本世紀最神奇的材料—碳纖維,對產業界而言具有一股難以言喻的魔力,它的重量僅有鋼鐵的五分之一,鋁的二分之一,纖維狀態時柔軟如羊毛,當加入特殊樹脂後,形成碳纖維複合材料(CFRP),強度卻是鋼鐵的五倍。碳纖維是由和鑽石同等材質的「碳」所製成,除了具有質量輕、強度高、高模量(hight modulus)之外還具有導電性、導熱性、高耐熱性、耐化學腐蝕性等優良特點,目前已廣泛應用於航太工業、高科技產業之機具設備、運動器材、醫療器材及紡織等各領域。
常用碳纖維紗束(CF Yarn)因原絲的不同大致可分成:聚丙烯晴基(PAN Base CF Yarn)、瀝青基(Pitch Base CF Yarn )及嫘縈基(Rayon Base CF Yarn)
碳纖維之等級:
碳纖維由於母材、製程及碳化條件不同,故所製成之碳纖維之機械強度及其他物性化性有很大的不同,目前依機械強度與模數之高低,而區分為五種不同等級之碳纖維。
〈1〉高模數纖維(HM Fiber)>500 GPa
〈2〉高強度纖維(HT Fiber)>3 GPa
〈3〉中模數纖維(IM Fiber)
強度 100~200 MPa
模數 100~500 GPa
〈4〉低模數纖維(LM Fiber)模數100~200 GPa
〈5〉一般級(GP)
模數 <100 GPa
強度 <1 GPa
全世界之碳纖維約85%來自PAN系,而15%來自於瀝青系及嫘縈系,在生產高強度纖維時,其母材主要來自於PAN系,而生產高模數碳纖維時則以瀝青系為主。
一﹑碳纖維的性質
(一)密度低,比重約1.5,可獲重量較輕的利益。
(二)抗腐蝕。
(三)高振動阻尼。
(四)耐疲勞度強。
(五)結構的生命期長。
(六)高張力強度。
(七)化學不活性,不怕水。
(八)抗磨擦,熱、電的不良導體,耐高溫。
碳纖維的比重只有1.5,確具有相當優秀的機械性質和化學性質,機械性質和鋼鐵相似,而比重只有鐵(7.8)的1/5,