碳纤维专业知识：碳纤维与钢的主要区别是什么？两者谁更胜一筹？
文章来源：碳纤维及其复合材料技术 更新时间：2022-02-24 14:33:09
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得益于高比强度、高比模量等特点，碳纤维已经在很多应用获得广泛应用。有时候人们会将碳纤维和金属钢放在一起进行对比。当对比碳纤维和金属钢时，不难发现，其实碳纤维和钢都具有在特定应用中提供无与伦比性能的特性。但如果要了解究竟哪一种材料更好，你就需要知道碳纤维和钢之间的关键区别。本文将会带你简要了解碳纤维与钢的特点与主要差异。
碳纤维和钢的主要区别
钢和碳纤维在工业和日常应用中都很常见，两者均是主要以其卓越的强度和耐久性而闻名。在日常应用中，钢和碳纤维都是可靠的材料，能够承受长时间的磨损。但当然，两者之间也存在一些显著的差异。主要体现在以下几方面：
01、强度
虽然在建筑和工业环境中，钢通常被视为标准材料，但是就强度与重量比而言，实际上碳纤维要比钢强得多。在应用时，强度由材料的抗变形能力或“弹性模量”来定义。碳纤维和钢的弹性模量都在200吉帕斯卡（GPa）以上，因此这两种材料都非常坚硬，非常适合许多高应力领域的应用。
等等，既然说碳纤维和钢都有类似的弹性模量，那怎么能说碳纤维更强？
这是一个极好的观点，从而引导我们进入下一个特性…
02、重量
虽然碳纤维和钢都具有极强的抗变形能力，但钢的密度比碳纤维要高得多，通常来讲碳纤维的重量仅仅约为钢的五分之一，因此也就是说同样重量条件下，碳纤维强度大约是钢的五倍。
由于其无与伦比的强度重量比（比强度），碳纤维是一些必须将重量降至最低的应用（如航空航天、体育用品等）的首选。
03、耐腐蚀性
固化后的环氧树脂可以对阳光和其他元素起反应，但碳纤维本身由化学稳定的材料制成，并且具有耐腐蚀性，因此使其成为恶劣环境中应用的完美选择。
另一方面，钢遇到暴露于大气中的水分时极易氧化（虽然某些合金钢具有更好的耐腐蚀性），因此就耐腐蚀性而言，碳纤维无疑更胜一筹。
04、成本
与碳纤维相比，钢通常是一种更具成本效益的材料。相比之下碳纤维成本影响因素较多，主要包括了制造过程成本、熟练劳动力成本以及材料成本。因此，生产碳纤维是一个非常耗时的过程，但最终还是值得的。虽然碳纤维组件的成本可能稍高一些，但它们更坚固、更轻，而且比钢制组件耐用得多。
综上所述，钢和碳纤维都非常坚固，而且根据它们的使用用途，它们的结构经久耐用。两者在工业环境中都有各自的优势和地位，可以肯定地说，短期内碳纤维不会很快取代钢。 |
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