碳纖維的比強(qiáng)度和比模量高

 常用土木工程(Engineering)材料(Material)有水泥（材料:粉狀水硬性無機(jī)膠凝材料)、砂石、鋼材、木材、磚等,其中混凝土(Concrete)與鋼筋(英文：steel bar)的結(jié)合被認(rèn)為是應(yīng)用最廣泛(extensive)的結(jié)構(gòu)材料。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。但隨著結(jié)構(gòu)服役時(shí)間的增長,越來越多的問題(Emerson)暴露出來,其中具有代表性的是20 世紀(jì)80年代出現(xiàn)的 ;混凝土(Concrete)危機(jī) ;所反映的混凝土(Concrete)耐久性問題。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也具有一定的比例,它克服了混凝土(Concrete)結(jié)構(gòu)自身笨重的弱點(diǎn),但在使用中出現(xiàn)了高溫下易屈服(彎曲起伏)和地震中脆斷的問題,其中有代表性的是美國 ;9·11 ;事件和日本的阪神地震。20世紀(jì)材料科學(xué)得到了長足的發(fā)展,纖維復(fù)合材料被應(yīng)用于土木工程,其中應(yīng)用最廣的是玻璃材質(zhì)鋼。這類材料的應(yīng)用使得土木工程的結(jié)構(gòu)形式靈活、功能多樣,但玻璃鋼的模量較低,限制（limit）了其作為結(jié)構(gòu)材料在土木工程中的推廣應(yīng)用。　　碳(C)纖維的比強(qiáng)度（strength)和比模量高,分別為鋼材的10倍和5倍以上;同時(shí)它還具有優(yōu)異的導(dǎo)電、抗磁化、耐高溫和耐化學(xué)侵蝕的性能,被認(rèn)為是綜合性(integrity)能最好的先進(jìn)材料,因此它在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用推廣非常迅速。

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碳(C)纖維的應(yīng)用形式靈活多樣,

　　①既可利用其長纖維作為結(jié)構(gòu)材料(Material),又可利用其短纖維作為功能材料;

　　②基體既可是樹脂(Resin)又可以是水泥（材料:粉狀水硬性無機(jī)膠凝材料);

　　③其與基體組成的復(fù)合材料(Material)既可置于構(gòu)件的外表又可置于構(gòu)件的內(nèi)部;

　　④既可單獨(dú)使用又可以與其它纖維混合使用;

　　⑤其復(fù)合材料(Material)是各向異性材料,因而可以變化各個(gè)方向的性能,尤其是可以設(shè)計(jì)成膨脹(inflate)系數(shù)為零的材料。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家（美國、德國、日本、韓國），對(duì)于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。碳(C)纖維在土木工程(Engineering)中的許多方面都可以發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)其優(yōu)勢(shì)（解釋:能壓倒對(duì)方的有利形勢(shì))性能。