随着科学技术的发展，在迫切要求改进材料强度和刚度的同时还要求它的质量轻。高强度、高模量、低密度的高性能纤维性材料正是在这样的需求下发展起来的，目前已经实用的高性能纤维主要包括：玻璃纤维、碳化硅纤维、硼纤维、碳纤维以及凯夫拉纤维。

　　它们各有各的优缺点：碳化硅纤维和硼纤维力学性能很好，但是由于生产工艺复杂，导致材料成本较高，而且它们的密度是所有纤维中最高的；玻璃纤维是其中应用最早的纤维，其价格低、拉伸强度高、耐冲击强度高、耐化学腐蚀性能好，然而其弹性模量比较低；凯夫拉纤维密度最低，且强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，然而其弹性模量比较低；碳纤维不仅具有高强、高模、比重仅次于凯夫拉纤维的特点，而且其价格也在不断的降低。基于碳纤维优异的性能，本文选用碳纤维作为增强纤维。

　　目前大量使用的碳纤维是以聚丙烯腈纤维作为原丝制成的碳纤维，由聚丙烯腈纤维到碳纤维要经过三个工序：

　　1. 对聚丙烯晴在300℃以下进行预氧化，使分子脱氢、环化，转化为耐热结构，为碳化做准备；

　　2. 在1000℃-1500℃温度下，于惰性气体中进行碳化，将结构中的不稳定部分与非碳原子裂解出去，从而形成含碳量92%以上的乱层石墨片状结构；

　　3. 为了获得更高模量纤维，在碳化的基础上对它进行2000℃-3000℃的更高温度的石墨化。碳纤维最大供应商东丽公司(TORAY) 的东丽卡系列纤维的典型性能参数见上图，以M开头的为高模型，M60J的弹性模量可达到588GPa，以T开头的为高强型，T1000G的抗拉强度达到6370MPa。

　　表1.2 列出了几种类型材料的力学性能，从表中可以看出，其密度不到钛合金1/2，不到钢的1/4，但是其抗拉强度一般在3500Mpa以上，是超高强度结构钢的2倍。碳纤维的比强度可达到2000Mpa(g/cm)以上，比模量在100GPa/(g.cm3)以上。这些都预示着碳纤维在工程上的广阔应用前景。

　　结构用复合材料的基体材料一般采用环氧、酚醛、聚酰亚胺等树脂，为了使树脂固化以及固化后满足工艺要求，往往还要加入固化剂及一些助剂。 环氧树脂由于满足缠绕工艺对粘度和有效期的要求、固化收缩率低、固化压力低、粘结性好等特点，被广泛应用于纤维缠绕，固化剂种类较多，如胺类、酸酐类、咪唑类等，环氧树脂的工作温度一般低于130℃。

　　 酚醛树脂热稳定性好，一般用于制造耐烧蚀的缠绕部件，一般采用热固化和酸固化， 其最高使用温度为200℃。聚酰亚胺是环状链聚合物，具有耐高温、耐腐蚀等优良性能，由于缩聚型聚酰亚胺在亚胺化期间会产生挥发物，难以得到高质量、没有孔隙的复合材料，因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端这两种加聚型聚酰亚胺，最高使用温度可达300℃。