碳纖維具有一些優質的特性，也使得碳纖維能夠在一些新興領域得到應用，比如在碳纖維的自行車應用中，就是利用了碳纖維不會進行形變的物理特性，降低了車的重量，也增加了車的耐用性。

碳纖維到底是什么材料

碳纖維的起源最早可追溯至1860年，英國人瑟夫·斯旺在制作電燈燈絲時發明了碳纖維并獲得了專利。碳纖維真正迎來研究應用“井噴”階段，還是20世紀50年代之后的事。1958年，美國研究人員首次發現了高性能碳纖維，日本和英國研究人員緊隨其后，對碳纖維的性能進行改進升級。到20世紀70年代，碳纖維材料開始在戰斗機結構件上嶄露頭角，F-15、B-1、F-16以及F-18等戰斗機上都能看到碳纖維材料的身影。除美國空軍的F-22和F-35戰斗機大量采用碳纖維復合材料外，X-47B、“全球鷹”等裝備更是借助碳纖維材料，實現了有效載荷、續航能力和生存能力的大幅度提升。

目前，碳纖維復合材料的特性還存在著巨大的提升空間。在碳纖維材料重點研究的樹脂領域，碳纖維的應用將進一步提升武器裝備各部件的使用壽命，并將顯著改善武器裝備抗沖擊韌性、耐疲勞損傷性、工藝性和耐濕熱性。美國國家航空航天局和美國空軍研究實驗室實現的3D打印，更將進一步提升加工大尺寸、復雜零部件的可靠性。

碳纖維的制備

碳纖維一種極強而薄的纖維，由排列成蜂窩狀的碳晶體制成，由長而鏈狀的純碳分子組成，由人造纖維(如人造絲)在沒有氧氣的情況下炭化而成。碳纖維用于飛機、汽車、建筑結構以及其他需要耐高應力的輕材料應用中的高強度復合材料。這些晶體組織成長而扁平的帶狀，用來生產碳纖維。我們稱之為前驅。前體-聚丙烯腈(PAN)是制造90%碳纖維的原料。剩下的10%由人造絲或石油瀝青制成。所有這些材料都是有機聚合物，其特點是由碳原子結合在一起的長串分子。制備的每個前體的確切成分因公司而異，通常被視為商業秘密。

在制造過程中，使用了各種氣體和液體。材料的設計準備與纖維反應，以達到特定的計劃效果。其他材料的設計不反應或防止與纖維發生某些反應。與前體一樣，許多這些工藝材料的確切成分是專有的。制造碳纖維的過程是部分化學和部分機械的結合。前體被拉成長絲、絲帶或纖維，然后在封閉條件下加熱到很高的溫度，而不讓它接觸氧氣。沒有氧氣，纖維就不能燃燒。相反，高溫使纖維中的原子劇烈振動，直到大部分非碳原子被排出。這一過程被稱為碳化，留下一條由長而緊密連鎖的碳原子鏈組成的纖維，只剩下幾個非碳原子。盡管碳纖維制造公司有自己的商業秘密，我們也希望鼓勵人們更廣泛地了解碳纖維是作為商業用途的理想材料。

碳纖維運用于汽車的幾大優勢

碳纖維用在汽車框架，座椅，機艙蓋，傳動軸，后視鏡等車身上，汽車用碳纖維有幾大優勢：

輕量化：目前很火的電動汽車，由于受限于電池技術續航里程短成為制約其發展的瓶頸，就只能從車身結構和材料替換上解決。碳纖維復合材料重量比鋼輕1/2,比鋁輕1/3，最直接的影響是續航里程長，更加的節能。

舒適性：碳纖維的柔軟拉伸性能，對整車的噪音振動控制有很好的提升，會大幅提升汽車的舒適性。

可靠性：碳纖維具有更高的疲勞強度，碰撞吸能性好，在減輕車輛重量的同時還能保住強度和安全性，降低了輕量化后帶來的安全風險系數。

提高壽命：汽車上一些配件要求耐腐蝕，要經過高溫，低寒，煙霧的考驗，普通金屬件不能保證不同環境下的使用壽命。碳纖維不存在腐蝕和生銹問題，就增強了汽車部件的使用壽命。

憑借碳纖維廣泛的應用范圍，碳纖維在之后的市場需求能夠達到不斷增加的狀態，但是鑒于現在國內的碳纖維大多數依賴進口的局面，國內的企業還需加強對碳纖維的研究力度，進而提升之后國內碳纖維的競爭力。