什么是复合材料

什么是CFRP碳纤维复合材料？

碳纤维增强聚合物复合材料（CFRP）是⼀种轻质坚固的材料，可⽤于制造我们⽇常⽣活中使⽤的多种产品。它是⼀个

术语，⽤于描述使⽤碳纤维作为主要结构成分的纤维增强复合材料。应该注意的是，CFRP中的“P”也可以代表“塑料”⽽

不是“聚合物”。

通常，CFRP复合材料使⽤热固性树脂，例如环氧树脂，聚酯或⼄烯基酯。尽管在CFRP复合材料中使⽤了热塑性树

脂，但“碳纤维增强的热塑性复合材料”通常以其⾸字母缩写CFRTP复合材料形式出现。

当使⽤复合材料或在复合材料⾏业中使⽤时，了解术语和⾸字母缩写很重要。更重要的是，有必要了解FRP复合材料的

性能以及各种增强材料（例如碳纤维）的性能。

CFRP复合材料的性能

⽤碳纤维增强的复合材料不同于使⽤传统材料（例如玻璃纤维或芳纶纤维）的其他FRP复合材料。CFRP复合材料的优

势包括：

重量轻:传统的玻璃纤维增强复合材料使⽤连续的玻璃纤维和70%的玻璃纤维(玻璃重量/总重量)，通常密度为0.065磅每

⽴⽅英⼨。

同时，具有相同的70％纤维重量的CFRP复合材料的密度通常为每⽴⽅英⼨0.055磅。

增强的强度：碳纤维复合材料不仅重量更轻，⽽且每单位重量CFRP复合材料更坚固，更硬。将碳纤维复合材料与玻璃

纤维进⾏⽐较时确实如此，与⾦属相⽐则更是如此。

例如，当将钢与CFRP复合材料进⾏⽐较时，⼀个⽐较好的经验法则是，强度相同的碳纤维结构通常是钢的1/5。您可以

想象为什么汽车公司正在研究使⽤碳纤维代替钢。

在将CFRP复合材料与铝（使⽤的最轻的⾦属之⼀）进⾏⽐较时，⼀个标准的假设是强度相同的铝结构的重量可能是碳

纤维结构的1.5倍。

当然，有很多变量可以改变这种⽐较。材料的等级和质量可能会有所不同，对于复合材料，需要考虑制造⼯艺，纤维结

构和质量。

CFRP复合材料的缺点

成本：尽管是令⼈惊奇的材料，但是有⼀个原因不能在每⼀个应⽤中都使⽤碳纤维。⽬前，CFRP复合材料在许多情况

下都是成本过⾼的。根据当前的市场状况（供应和需求），碳纤维的类型（航空航天与商业级）以及纤维束的尺⼨，碳

纤维的价格可能会发⽣巨⼤变化。

按磅计算的原始碳纤维价格可能⽐玻璃纤维⾼出5倍⾄25倍。当将钢与CFRP复合材料进⾏⽐较时，这种差异甚⾄更

⼤。

导电性:这可能是碳纤维复合材料的优势，也可能是劣势，这取决于应⽤。碳纤维具有极⾼的导电性，玻璃纤维具有绝缘

性。许多应⽤使⽤玻璃纤维，⽽不能使⽤碳纤维或⾦属，严格来说是因为电导率。

例如，在公⽤事业⾏业，很多产品都要求使⽤玻璃纤维。这也是为什么梯⼦⽤玻璃纤维作为梯⼦扶⼿的原因之⼀。如果

玻璃纤维梯⼦与电线接触，触电的可能性会低得多。碳纤维增强塑料(CFRP)梯⼦的情况就不同了。

尽管CFRP复合材料的成本仍然很⾼，但是制造领域的新技术进步仍在继续，以提供更具成本效益的产品。希望在我们

的⼀⽣中，我们能够看到低成本的碳纤维⼴泛应⽤于消费、⼯业和汽车领域。