碳纖維屬於脆性材料,拉伸強度受控於各類缺陷 。缺陷又分為表麵缺陷和內部缺陷 。就缺陷來源,又可分為先天性缺陷和後天性缺陷 。前者是由原絲“遺傳”下來的,後者則是在生產過程中產生的 。今天就給大家介紹一下碳纖維的拉伸強度和缺陷 。

在碳纖維的各類缺陷中 ，表麵缺陷約占90%左右 ,是影響拉伸強度的主要因素之一 。碳纖維拉伸強度 不斷提高是因缺陷尺寸不斷減小的緣故 。這也就是說, 20世紀80年代,缺陷尺寸較大,是微米級,使纖維拉伸強度在4GPa以下.相當於當時產品T300和T400 ; 20世紀80年代中 、後期,缺陷尺寸已控製在亞微米級,碳纖維拉伸強度已提高到7GPa左右,出現了高強型碳纖維T700 、T800和T1000 。

21世紀初到目前,人們仍在采取各種技術措施繼續減小缺陷尺寸, 有望使碳纖維的拉伸強度提高到1OGPa左右 。目前,實驗室已研製出拉伸強度為9.03GPa的PAN基碳纖維。換言之,提高碳纖維拉伸強度的基本思路是千方百計降低各類缺陷的尺寸,這符合格拉菲斯的微裂紋理論和最弱連接理論 。