現在碳纖維已經應用于要求相對于重量具有高的強度和高剛度的領域，這些領域主要包括航空航天、自動化機器、賽車、專業自行車、康復設備等。由于其獨特的設計，碳纖維還被用于制造包括手表、錢包等在內的奢侈品。對比碳纖維與鋼或鋁等金屬材料的性能并不容易。與碳纖維不同，金屬通常是均勻的（各向同性），這確保了在各個方向上的相同特性。碳纖維部件的強度和剛度是通過以特定方式定位纖維或織物來產生的。

一、與重量相關的材料強度和剛度

   為了解釋與重量相關的剛度，我們以一張 5 厘米寬、50 厘米長和 2 毫米厚的薄板為例，將5kg 的重物懸掛在板材的末端時，載荷會導致薄板彎曲，彎曲的程度則與剛度相對應。對于不同的材料，相同厚度的板材會表現出不同的彎曲性能。材料越硬，彎曲就越少。去除負載后，板材將恢復其原始形狀。現在想象一下，如果將條狀材料暴露在很高的載荷下，這會導致材料發生屈服，在釋放負載后，材料會恢復其原始形狀。材料的強度越高，在屈服之前承受的載荷就越大。除了上述強度和剛度，設計工程師關注的另一個關鍵屬性是材料的重量，它由密度決定。

   材料剛度用楊氏模量表示。但是，在不考慮給定材料的重量的情況下，此參數不足以說明材料剛度。例如，在自行車車架（尺寸、幾何形狀、壁厚）由兩種不同的金屬（鋼和鋁）制成的情況下，鋼架的剛度將是鋁架的 3 倍。但是，如果考慮到材料的重量，那么鋼架雖然比鋁架的剛度高3 倍，但也會重3 倍。當然，上述這些數字只是近似值，因為在實踐中，工程師會設計所選材料的幾何形狀，例如在鋁制自行車車架的情況下，通常會增加車架直徑以及壁厚。對于自行車車架，剛度和強度與幾何形狀和壁厚直接相關（壁厚增加 2倍可使剛度提高約 8 倍）。因此，剛度與重量的關系（即比模量）實際上是確定材料剛度的有效方法，對于大多數工程師來說，剛度和重量都是關鍵的參數。

  碳纖維是一種在低密度下提供高剛度和高的強度材料，因為它比鋁和鋼輕很多。按重量計算，碳纖維的剛性（取決于所使用的纖維）比鋁和鋼高2 到 5 倍。對于謹沿一個平面受壓的特定部件，由單向碳纖維制成，其剛度將是鋼或鋁（相同重量）的5-10 倍。

二、金屬與雙向碳纖維比模量、比強度對比

  碳纖維板材數據涉及使用環氧樹脂灌注技術（碳纖維與樹脂的比例為 70/30%）制成的樣品。其數據顯示了碳纖維的優勢，改進和高模量的特殊材料（非常昂貴）其剛度特性是標準碳纖維的 2 倍或 3 倍，它們主要用于非民用應用和航空航天工業。為了解釋表中顯示的結果，假設工程師要制造一塊大重量為10公斤、面積為1平方米、高的強度、重量輕的碳纖維板，并且考慮鋁、鋼和碳纖維。在10 公斤的重量限制下，工程師可以選擇：鋼板厚約1.5毫米，鋁板約4 毫米厚，碳纖維板約7 毫米厚。碳纖維在較低密度下可提供更大的剛度，因此相同重量的產品可能更厚，簡而言之，材料厚度增加 2倍可提供 23 倍的剛度。由于使用碳纖維，為減輕重量提供了許多機會。

  鑫材泰克（天津）復合材料有限公司是從事先進復合材料制件研制及生產的企業。主要產品碳纖維及其它先進復合材料制品：DR床板、CT床板、探測器面板、其他復合材料產品。產品主要面向航空、航天、醫療、交通、體育等行業。公司的誠信、實力和產品質量獲得客戶的高度認可。公司在不斷發展壯大的過程中，希望能不斷吸納更多的世界各地優秀人才加盟到我們這個大家庭，共同努力，共創雙贏目標。