今天只推出碳纤维树脂复合材料；碳纤维和陶瓷复合材料，难以充分发挥连续碳纤维的优势；水泥和建筑相关的可以以后再分享。

1、碳纤维本身的强度

   碳纤维复合材料本身的抗拉强度从2GPa到8GPa，拉伸模量从200GPa到750GPa。而目前工业上使用的超高强度钢强度只有2GPa，钢的模量是210GPa。也就是说，碳纤维本身的抗拉强度和模量是超高强度钢的1-4倍，而密度只有钢的1/5。

简单分享几个碳纤维复合材料强度数据。

1)环氧树脂碳纤维SMC

2)连续碳纤维热塑性复合材料，60%碳纤维增强的PA6，拉伸强度1.9GPa，拉伸模量100GPa沿着纤维方向；弯曲强度为1GPa，弯曲模量接近100GPa。

    总之，碳纤维树脂基复合材料是目前应用最广泛的。碳纤维复合材料连续，可以充分发挥碳纤维高强度、高模量的优势。在飞机上应用广泛，在汽车行业潜力最大。短/长碳纤维复合材料由于成型工艺简单，有各向同性的倾向，在性能要求不太高的应用中也开始发展缓慢。我喜欢连续碳纤维的拉挤工艺和碳纤维的SMC工艺。

3)短碳纤维增强PP(20%碳纤维增强PP)，如下图所示，拉伸强度85MPa，拉伸模量9.7GPa，(纯PP拉伸强度20MPa左右，模量1GPa；20%玻璃纤维增强PP，拉伸强度约50MPa，模量5GPa)。

几个硬知识点:

   材料是各向同性的，也就是说，在理论上，拉伸和弯曲强度和模量是相同的。

   高分子材料是各向异性的，即不同方向拉伸和弯曲的强度和模量会不同。尤其是纤维增强聚合物材料，随着纤维长度的增加，各向异性更加明显。

   碳纤维复合材料本身有点各向异性，但是拉伸和弯曲强度在同一个数量级。(参考资料:单根碳纤维的拉伸和柔性性能，内藤k等。).你看到的碳纤维之所以像头发一样柔软，是因为它太细了(碳纤维的直径只有头发的1/50)。

2、碳纤维复合材料的强度

   碳纤维复合材料不仅是单向带和机织物(连续纤维)，还有碳纤维粉、短纤维、中长纤维和长纤维增强复合材料。粉末、短纤维和中长纤维增强塑料均可通过注射成型加工成型。长纤维和连续纤维增强复合材料通过模塑、RTM和其它工艺成型。

有一篇关于3D打印用碳纤维增强聚合物材料的文章，可以参考一下。

    对于不同纤维长度对性能、工艺和成本的影响有一个清晰的描述。随着纤维长度的增加，复合材料的刚度和强度逐渐增加，但尺寸复杂度和生产效率逐渐降低。(如果不明白，可以留言。)