碳纤维是一种含碳量高于90%的无机高分子纤维，不要小看碳（C）这个黑色的物质，它具备的物理和化学性能让人类社会的发展迈开了一大步。目前全世界的科学家们都在研究碳纤维复合材料，寄希望于它能够改变工业行业的现状。
 
碳纤维微观图
 
首先我们需要弄明白一个问题，碳纤维、碳纤维复合材料和碳纤维制品之间的关系。碳纤维是含碳量高于90%的纤维，而碳纤维复合材料则是碳纤维与树脂融合形成的组合物质，碳纤维制品是碳纤维复合材料经过技术加工处理制成的产物。
 
碳纤维是碳纤维复合材料及碳纤维制品的基础与核心，同时也影响着后面两者的综合性能。让我们来科学认知碳纤维的4种分类方式，看看这个黑色的物质到底存在哪些秘密。
 
碳纤维预浸料
 
科学认知碳纤维的4种分类方式
 
1、按制造工艺和原料：可划分为前驱体和气相生长法碳（石墨）纤维两大类，其中有机前驱体法按采用的原纤维又可分为黏胶基、聚丙烯腈基、沥青基、酚醛基的碳和石墨纤维。
 
2、按热处理温度和气氛介质：可划分为碳纤维（800～1500℃；N2、H2）、石墨纤维（2000～3000℃，N2或Ar）和活性碳纤维（700～1000℃；水蒸气或CO2+N2）。
 
3、按力学性能：可划分为通用级（GP）和高性能（HP）两大类。GP级通常指拉伸强度＜1.2GPa；拉伸模量＜50GPa的碳纤维产品；HP又可分为标准型（拉伸强度3.53GPa9拉伸模量230GPa）、高强型（拉伸强度≥4.00GPa）、高模型（拉伸模量≥390GPa）和高强高模型（拉伸强度3.92～4.41GPa、拉伸模量377～588GPa）等。
 
4、按制品形态：可划分为长丝（含不同孔数的束丝和单纱）、束丝短纤维、超细短纤维（气相法含晶须）、织物（布、带、绳）、编织品（三向及多向织物、圆筒管等）以及无纬布、无纺布、毡、纸等多种形态的碳（石墨）纤维及其织物。
 
碳纤维航空领域应用
 
碳纤维的性能多样性，注定了它在科研领域的超强研究难度，同时碳纤维如何与树脂进行高效的融合，生产性能稳定突出的碳纤维复合材料的研究难度同样艰巨。目前热固性碳纤维的研究已经趋于成熟，而热塑性碳纤维的研究才刚刚起步。
 
科研的魅力在于不确定性，通常的原料，不同的配比，制作出来的试验品的性能可能天差地别。严谨的态度和求知的信念，成为科研人坚守和创造力的源泉，正在逐渐打开碳纤维这扇神秘的大门。