【技术干货】一文简要了解有关碳纤维及碳纤维增强塑料复合材料的几个常见问题
碳纤维增强塑料（Carbon fiber-reinforced plastic，CFRP）是一种真正的高科技材料。它凭借着能够使金属钢和铝相形见绌的优异特性，不断开拓新的应用领域，并且在许多领域已经成为不可或缺的重要组成。
本文主要围绕“什么是碳纤维？CFRP是如何生产的？CFRP与GFRP有什么区别？”等问题，简要介绍碳纤维及CFRP主要特点及应用。
碳纤维是一种工业生产的高性能纤维，经过精细加工后，它几乎完全由碳元素组成。它们直径很细，在显微镜下大约比人的头发细八倍。
为了使其可用于各种应用领域，1000至数十万根长丝组合成复丝纱（粗纱），并缠绕在卷轴上。
碳纤维是如何生产的？
碳纤维是高科技制造工艺的产物。它是从诸如聚丙烯腈（PAN）等原料产品开始，聚丙烯腈具有优异的耐化学品和耐溶剂性，在首道加工工艺步骤中，PAN会形成纤维，然后将纤维缠绕到线轴上——即所谓的“前驱体”。
随后将PAN纤维进行热处理加工，它们会先在 200-300 摄氏度下氧化，然后在 1200 至 1800 摄氏度下碳化。经过表面处理和上浆处理后，碳纤维被卷起并准备使用。
碳纤维有几种类型？
在前驱体的生产过程中，后期碳纤维已经具备了所需的性能。碳纤维的主要区别在于以下性能：
粗纱中单个纤维或长丝的数量
细丝的直径和形状
强度、模量以及伸长率
表面特性也决定了纤维与复合材料中塑料基体的协调性
根据最终应用，对碳纤维和CFRP制成的部件的要求也会发生变化。虽然模量对于某种应用特别重要，但保持拉伸强度下的模量可能是另一种应用的主要因素。
CFRP是什么意思？
CFRP是碳纤维增强塑料的缩写。CFRP是一种由多种成分（基体材料以及嵌入基体中的增强碳纤维）组成的材料。合成树脂通常会作为基体材料。根据所用碳纤维的类型、基体和制造工艺，固化后的复合材料具有不同的机械性能。
CFRP是如何生产的？
生产CFRP的方法多种多样，根据应用的不同，它们在生产成本和性能范围方面具有不同的优势。在CFRP制造过程的开始阶段，碳纤维可以是连续纤维，也可以被编织成碳纤维织物，甚至可以进行缠绕。
对于CFRP常见的生产技术包括以下几项：
预浸料压缩成型
高压釜技术
长丝缠绕
RTM工艺（树脂传递模塑）
喷涂
湿压
编织
胶带铺设
纤维铺放
下方的示意图说明了CFRP结构件的不同方法。