碳纤维复合材料在温度升高后首先是产生热:膨胀和一定的内应力,当温度升高的幅度进一步加大时,复合材料的组分材料会逐渐发生软化、熔化、分解甚至燃烧等-系列变化 ,使得碳纤维复合材料的性能下降。碳纤维复合材料的耐热性不仅与组分材料的耐热性直接有关,还与材料的热膨胀系数密切相关。碳纤维复合材料的耐热性取决于基体材料的耐热性。
碳纤维通常与环氧树脂结合,构成热固性碳纤维复合材料,其加工性、成型性以及耐热性都十分优异。如果想要保证碳纤维性能不下降的同时还能够承受更高的工作温度,就必须要选择其它基体材料,目前, PEEK、PPS、 PI特种工程塑料与碳纤维结合,构成热塑性碳纤维复合材料,备突出热性能,并且在高温工作环境中能够保证性能的稳定。
碳纤维制品的性能优势：
碳纤维是一种纤维结构材料,但是其力学性能却要优于多数结构材料,以常用T300碳纤维为例。其抗拉强度能够达到3500MPa ,是钢的数
倍。碳纤维材料的比强度和比模综合指标要优于现有结构材料,还具备部分金属材料所没有的剪切强度以及弯曲强度。
碳纤维与金属材料不同在于,碳纤维是一种非金属材料,电化学活性较低,具有的耐腐蚀和抗老化性能,能够适应多种工作环境。碳纤维在实际应用过程中多与树脂等基体材料融合,构成碳纤维复合材料使用，普通树脂的工作温度-般在150°C ,所以碳纤维制品的工作温度也维持这个数值,现在将碳纤维与PEEK、PPS、 PI融合,构成热塑性碳纤维复合材料,能够适应高温工作环境。
铝合金是在纯铝中加入各种合金元素制成的,和钢材相比更加轻便,已经使用于航天、汽车、机械、船舶等多个领域。碳纤维是将聚基纤维在高温下预氧化、碳化得到的,不仅重量轻,还由强度高、耐高温、耐摩擦等优点,在民用工业和工业中均有广泛的应用。者两种材料相比,哪种更优越呢?
先来看一下铝合金,它的密度只有2.5~2.88g/cm^3 ,约为钢( 7.85g/cm^3)的三分之- - , 相对刚度大,达到8.5 ,而钢材为1。质量相同的构件,采用铝合金代替钢,能得到更大的刚度。铝合金的抗拉强度比钢材略逊-筹,约160~400MPa ,不过经过适当的热处理后,可达到
700MPa,与低合金钢强度相当。
再来看一下碳纤维材料,它的密度比铝还轻,只有1.7g/cm^3 ,抗拉强度3000MPa ,是钢的四倍以上,弹性模量为230GPa ,热膨胀系数-
1.4~+1.7x10-6.抗震,, X射线的透过率高,由于它是一种各项异性材料,平行于纤维和垂直于纤维方向的性能不同,所以可设计性强，选择不同的铺层的方式可改变产品的性能,适用于多种领域。