一文详细盘点10类常见碳纤维产品的典型特征及主要用途

碳纤维是直径约5-10微米的纤维，主要由碳原子组成。碳纤维具有刚度高、抗拉强度高、重量轻、耐化学腐蚀、耐高温、热膨胀小等优点。这些特性使得碳纤维在航空航天、土木工程、赛车运动以及其他竞技运动中非常受欢迎。但是，与玻璃纤维或其他塑料纤维等类似纤维相比，它们相对昂贵。

为了满足客户需求，碳纤维生产厂商开发出了多种不同用途的纤维，来充分利用碳纤维优异特性。本文将全面分析碳纤维产品的10种常见的应用方式及用途。

1、连续长纤维

产品特征：碳纤维生产厂商最常见产品形式，束丝由成千上万根单丝组成，按照加捻方式分为三种：NT（Never Twisted, 未加捻）、UT（Untwisted, 退捻）、TT或ST（Twisted, 加捻），其中NT为最常用碳纤维。

主要用途：主要用于CFRP、CFRTP或C/C复合材料等复合材料，应用领域包括飞机/航空航天设备、体育用品和工业设备零件。

2、短纤维纱线

产品特征：简称短纤纱，通过利用短碳纤维纺成的纱线，如通用级沥青基碳纤维通常为短纤维形式产品。

主要用途：隔热材料、减摩材料、C/C复合材料零件等。

3、碳纤维织物

产品特征：由连续碳纤维或碳纤维短纱经过编织而成，按照编织方式碳纤维织物可以分为机织物、针织物和无纺布，目前碳纤维织物通常采用机织物。

主要用途：与连续碳纤维用途相同，主要用于CFRP、CFRTP或C/C复合材料等复合材料，应用领域包括飞机/航空航天设备、体育用品和工业设备零件。

4、碳纤维编织带

产品特征：属于碳纤维织物一种，也是由连续碳纤维或碳纤维短纱经过编织而成。

主要用途：主要用于树脂基增强材料，尤其适用于管状产品的生产加工。

5、短切碳纤维

产品特征：与碳纤维短纱概念不同，通常是由连续碳纤维经过短切加工制备而成，纤维的短切长度可按照客户需求进行切割。

主要用途：通常作为塑料、树脂、水泥等混料，通过混入基体中可以改善机械性能、耐磨性、导电性和耐热性；近年来3D打印碳纤维复合材料中的增强纤维多以短切碳纤维为主。

6、研磨碳纤维

产品特征：由于碳纤维为脆性材料，因此经过研磨处理可以制备成粉末状碳纤维材料，即为研磨碳纤维。

主要用途：与短切碳纤维用途相近，但极少用于水泥增强领域；通常作为塑料、树脂、橡胶等混料以改善基体的机械性能、耐磨性、导电性和耐热性。

7、碳纤维毡

产品特征：主要形式为毡或垫子，首先通过机械梳理等方法将短纤维分层，然后用针刺方法制备而成；又称碳纤维无纺布，属于碳纤维编织物一种。

主要用途：隔热保温材料、模压隔热材料基材、耐热保护层和耐腐蚀层基材等。

8、碳纤维纸

产品特征：以碳纤维为原料，采用干法或湿法造纸工艺制备而成。

主要用途：防静电板、电极、扬声器锥和加热板；近年来的热点应用为新能源汽车电池正极材料等。

9、碳纤维预浸料

产品特征：由碳纤维浸渍热固性树脂制成的半硬化形式的中间材料，其力学性能优异、应用广泛；碳纤维预浸料宽度按加工设备尺寸而定，常见规格包括300mm、600mm、1000mm幅宽预浸料。

主要用途：对轻量化和高性能迫切需求的飞机/航空航天设备、体育用品和工业设备等领域。

10、碳纤维复合物

产品特征：由热塑性塑料或热固性树脂与碳纤维混合制成的注射成型材料，该混合物是由各种添加剂和短切纤维添加而成，然后进行复合工艺。

主要用途：依靠材料优异的导电性、高刚度、轻量化优势，主要用于办公自动化设备外壳等产品。

文章来源： 碳纤维及其复合材料技术，Carbontech