Сэндвич-пена из углеродного волокна представляет собой новый тип волокнистого материала с высокопрочным и высокомодульным волокном с содержанием углерода более 95%. Это микрокристаллический графитовый материал, полученный путем карбонизации и графитизации путем укладки органических волокон, таких как чешуйчатые микрокристаллы графита, вдоль осевого направления волокна. Углеродное волокно мягкое снаружи и жесткое внутри, легче, чем металлический алюминий, но прочнее стали, и обладает характеристиками коррозионной стойкости и высокого модуля. Это важный материал для национальной обороны, военной промышленности и гражданского использования.

Он не только обладает присущими углеродным материалам свойствами, но также имеет мягкую обрабатываемость текстильных волокон. Это новое поколение армирующих волокон. Углеродное волокно обладает многими превосходными свойствами. Углеродное волокно имеет высокую осевую прочность и модуль, низкую плотность, высокие удельные характеристики, отсутствие ползучести, сверхвысокую термостойкость в неокисляющей среде, хорошую усталостную прочность, удельную теплоемкость и электропроводность между неметаллом и неметаллом. Между металлами коэффициент теплового расширения мал и анизотропен, коррозионная стойкость хорошая, а коэффициент пропускания рентгеновских лучей хороший. Хорошая электрическая и теплопроводность, хорошее электромагнитное экранирование и т. д.

Модуль Юнга углеродного волокна более чем в 3 раза больше, чем у традиционного стекловолокна. По сравнению с кевларовым волокном его модуль Юнга примерно в 2 раза больше, он не набухает и не набухает в органических растворителях, кислотах и ​​щелочах, а его коррозионная стойкость является выдающейся. Углеродное волокно представляет собой неорганическое полимерное волокно с содержанием углерода более 90%. Среди них графитовые волокна с содержанием углерода выше 99% называются графитовыми волокнами. Микроструктура углеродного волокна похожа на искусственный графит, который представляет собой турбостратную графитовую структуру.

Расстояние между слоями углеродного волокна составляет от 3,39 до 3,42 Å. Атомы углерода между параллельными слоями не так правильны, как графит, и слои связаны силой Ван-дер-Ваальса. Структура углеродного волокна обычно рассматривается как состоящая из двумерных упорядоченных кристаллов и отверстий, а содержание, размер и распределение отверстий оказывают большое влияние на характеристики углеродного волокна.

Когда пористость ниже определенного критического значения, пористость не оказывает очевидного влияния на межслойную прочность на сдвиг, прочность на изгиб и прочность на растяжение композитов из углеродного волокна. В некоторых исследованиях указывается, что критическая пористость, вызывающая снижение механических свойств материала, составляет 1-4%. Когда объемное содержание пор находится в диапазоне 0-4%, межслойная прочность на сдвиг уменьшается примерно на 7% на каждый 1% увеличения объемного содержания пор. При изучении слоистых материалов из эпоксидной смолы с углеродным волокном и бисмалеимидной смолы из углеродного волокна было обнаружено, что, когда пористость превышает 0,9%, межслойная прочность на сдвиг начинает снижаться.