碳纤维是一种的力学性能优异的新材料。碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa。密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这除与原丝结构有关外，碳纤维加工价格，主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温3000℃石墨化处理，密度可达2.0克每立方厘。再加上它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。碳纤维的热膨胀系数与其它纤维不同，它有各向异性的特点。碳纤维的比热容一般为7.12。热导率随温度升高而下降平行于纤维方向是负值（0.72到0.90），而垂直于纤维方向是正值（32到22）。碳纤维的比电阻与纤维的类型有关，碳纤维加工技术，在25℃时，高模量为775，碳纤维加工过程，高强度碳纤维为每厘米1500。这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有更高的比强度和比模量。同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。
碳纤维的性能参数：碳纤维的密度是1.6～2.15g/cm3， 拉伸强度在2.2GPa以上，碳纤维加工，模量在230GPa以上。（拉伸强度变化范围为2548～7056MPa，模量为(2.30～5.88)×105MPa，断裂伸长为0.6%～2.4%）高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小。因此，具有高的比强度和比模量，它比绝大多数金属的比强度高7倍以上，比模量为金属的5倍以上。
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