組成：

碳纖維是由碳元素組成的一種特種纖維。具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性 外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由于其石墨微晶結(jié)構(gòu)沿纖維軸擇優(yōu)取向，因此沿纖維軸方向有很高的強(qiáng)度和模量。碳纖維的密度小，因此比強(qiáng)度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強(qiáng)材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復(fù)合，制造先進(jìn)復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度及比模量在現(xiàn)有工程材料中是Z高的。

歷史：

碳纖維研制和應(yīng)用可以追溯到1850年的碳素?zé)艚z，此后的研究應(yīng)用一直處于停滯狀態(tài)，到上世紀(jì)五十年代隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和軍事工業(yè)的要求，碳纖維的研制和生產(chǎn)，相繼解決了原絲的選擇和高溫碳化的工業(yè)生產(chǎn)工藝，使碳纖維應(yīng)用才進(jìn)入到一個(gè)新階段。首先是在航空航天等軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，逐步擴(kuò)展到高級(jí)民用工業(yè)，而真正用于建筑工程結(jié)構(gòu)加固也就只有近十多來年的歷史。 碳纖維和石墨纖維一般統(tǒng)稱為碳纖維，含碳量都在95%以上，但碳元素只有在高溫高壓下才能熔融，不可能直接從碳元素制取碳纖維，理論上任何有機(jī)纖維經(jīng)碳化后均可制成碳纖維，實(shí)際上目前具有工業(yè)意義的原絲僅有聚丙烯腈纖維(PAN)和中間相瀝青，各國(guó)生產(chǎn)碳纖維主要是以聚丙烯腈纖維為原料，經(jīng)過高溫碳化等特殊工藝加工成極細(xì)的纖維絲(直徑5~10μm)，提高單絲強(qiáng)度，使一定量纖維的表面積增大很多，更利于加強(qiáng)與樹脂膠的結(jié)合。 過去制約碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用的因素之一是原絲和成品的價(jià)格，剛研制成功時(shí)每公斤的碳纖維原絲價(jià)在1000美元以上，當(dāng)前已降至30美元以下；碳纖原絲產(chǎn)量最高的國(guó)家仍是日本和美國(guó)，而以碳纖布商品進(jìn)入中國(guó)大陸市場(chǎng)的則有日本、法國(guó)、瑞士和臺(tái)灣等地的產(chǎn)品，用進(jìn)口原絲加工編織的國(guó)產(chǎn)碳纖布亦開始進(jìn)入市場(chǎng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，價(jià)格正在逐漸下降。 

應(yīng)用：

碳纖維成品在土木工程中應(yīng)用主要有纖維布、纖維板、棒材、型材、短纖維等，各有不同的使用范圍，而當(dāng)前加固工程中用量最大和最普遍的還是碳纖維布(片)，碳纖維布常用的規(guī)格是200g/m2和300g/m2，厚度分別是0.111mm和0.167mm；碳纖維復(fù)合板厚度一般為1.2~1.4mm，由3~4層碳纖布經(jīng)過樹脂浸漬固化而成，主要用于梁、板的加固，用纖維板加固的結(jié)構(gòu)，外形規(guī)整，施工簡(jiǎn)便，但原材單價(jià)較高，國(guó)內(nèi)使用尚不普及。 高性能碳纖維布的最主要指標(biāo)仍是其強(qiáng)度、彈性模量和斷裂伸長(zhǎng)．一般抗拉強(qiáng)度都在3500 Mpa 以上，彈模在230000 Mpa 以上, 伸長(zhǎng)率在1.4%以上，結(jié)構(gòu)加固主要是利用碳纖維的高抗拉性能，廣泛用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱和構(gòu)架的節(jié)點(diǎn)加固，也很適合用于古建筑物或砌體結(jié)構(gòu)的維修加固，恢復(fù)和提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗裂性能，國(guó)內(nèi)外成功的應(yīng)用實(shí)例已不勝枚舉。1995年日本板神大地震和臺(tái)灣大地震后之后，碳纖維作為耐震補(bǔ)強(qiáng)材料和技術(shù)的地位得到了進(jìn)一步的發(fā)展和確定。 近年來在國(guó)內(nèi)不少高等院校、科研部門、和各大設(shè)計(jì)院參與到對(duì)碳纖維的應(yīng)用和研究，目前國(guó)家還沒有頒布正式的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范，在建設(shè)部確定的研究項(xiàng)目中,已包括有“纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)用于城市橋梁的加固與修補(bǔ)研究”、“碳纖維材料加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)”等課題，碳纖維的應(yīng)用研究已得到國(guó)家的重視。