碳纤维属于脆性材料,拉伸强度受控于各类缺陷。缺陷又分为表面缺陷和内部缺陷。就缺陷来源,又可分为先天性缺陷和后天性缺陷。前者是由原丝“遗传”下来的,后者则是在生产过程中产生的。今天就给大家介绍一下碳纤维的拉伸强度和缺陷。

在碳纤维的各类缺陷中，表面缺陷约占90%左右 ,是影响拉伸强度的主要因素之一。碳纤维拉伸强度 不断提高是因缺陷尺寸不断减小的缘故。这也就是说, 20世纪80年代,缺陷尺寸较大,是微米级,使纤维拉伸强度在4GPa以下.相当于当时产品T300和T400 ; 20世纪80年代中、后期,缺陷尺寸已控制在亚微米级,碳纤维拉伸强度已提高到7GPa左右,出现了高强型碳纤维T700、T800和T1000。

21世纪初到目前,人们仍在采取各种技术措施继续减小缺陷尺寸, 有望使碳纤维的拉伸强度提高到1OGPa左右。目前,实验室已研制出拉伸强度为9.03GPa的PAN基碳纤维。换言之,提高碳纤维拉伸强度的基本思路是千方百计降低各类缺陷的尺寸,这符合格拉菲斯的微裂纹理论和最弱连接理论。