碳纤维主要由碳元素组成，碳纤维具有强度高、质量轻、低密度、耐腐蚀、耐高温低温、耐磨损、尺寸稳定、热膨胀系数小、高模量、自润滑、吸能减震、使用寿命长等一系列优异性能。其外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中很高。
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