[科普中国]-“黑黄金”碳纤维

现如今，市面上碳纤维制造用品的种类越来越多，比如碳纤维自行车、碳纤维羽毛球拍等。这类用品不仅轻便耐用，而且也具有良好的特性，因此深受大众的喜爱。那么，什么是碳纤维呢？碳纤维产品又有哪些特点？

碳纤维具有良好的柔软性，且纵轴方向的强度很高，具有超强的抗拉力，是新一代增强纤维，有“黑黄金”的美誉。在纤维家族中，主要有天然纤维和化学纤维两种。碳纤维便是以化学纤维中的含有碳的纤维为原料，如：尼龙丝、腈纶丝、人造丝，经过高温碳化、氧化及一系列化学工序处理后得到的一种含碳量在95%以上的纤维材料。

早在1879年，爱迪生将竹、棉纱进行碳化处理，制成最初的碳纤维，作为电灯泡的灯丝，但其质脆易碎，终被钨丝取代。随着科技发展，碳纤维的各种优质特性被人们逐渐发现，比如低密度、高模量、耐高温等，故而这种新型材料受到了人们越来越多的关注。而随着碳纤维研制取得重大突破，市场上逐渐形成了以粘胶、腈纶和沥青三种材料为基材，经过一系列化学反应而得到的碳纤维。而其中又以腈纶为基材的碳纤维，在性能上更具优势，也是全球生产销售份额最大的碳纤维材料，已然成为碳纤维的主体。

在生产应用过程中，碳纤维并不单独使用，而是作为增强材料用于制作复合材料，在与树脂或其他材料混合后，制造出的碳纤维复合材料不仅重量比铝轻，且强度也是相同质量钢的40倍，此外还有出色的韧性。故目前很多飞机、汽车等零部件都采用了碳纤维复合材料来提高产品的强度和实现轻量化。

碳纤维复合材料也被用于制造各类体育用品，碳纤维羽毛球拍便是其中之一，其重量一般为88克左右，比传统的铝合金羽毛球拍还要轻12克左右。球拍重量减轻，有利于运动员挥拍速度的提升，同时，优良的韧性又能让运动员在挥拍时表现出较好的弹性，使得球拍接触到球的时间变长，使羽毛球有更长的加速时间，击打出去的球速度更快。另一方面，碳纤维复合材料轻巧强韧的特性，决定了碳纤维羽毛球拍耐弯折的特点，更经久耐用。

碳纤维复合材料并非没有缺点，其抗尖锐物体的穿刺能力很差，所以一般碳纤维复合材料用品切忌与尖锐物体接触。

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