Kohlefaser ist eine spezielle Faserart, die hauptsächlich aus Kohlenstoffelementen besteht; Sein Kohlenstoffgehalt variiert je nach Art und liegt im Allgemeinen bei über 90 %. Kohlenstofffasern besitzen die charakteristischen Eigenschaften typischer Materialien auf Kohlenstoffbasis-wie Hochtemperaturbeständigkeit, Abriebfestigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Kohlenstoffmaterialien weist es jedoch eine ausgeprägte Anisotropie in seiner physikalischen Form auf; Es ist flexibel, lässt sich zu verschiedenen Gewebestrukturen verarbeiten und weist eine außergewöhnlich hohe Zugfestigkeit in Richtung der Faserachse auf. Darüber hinaus haben Kohlefasern ein geringes spezifisches Gewicht, was zu einer bemerkenswert hohen spezifischen Festigkeit führt.
Kohlenstofffasern werden aus synthetischen Chemiefasern hergestellt, die einen hohen Kohlenstoffgehalt besitzen und bei der thermischen Verarbeitung nicht schmelzen. Diese Vorläuferfasern durchlaufen eine Reihe von Herstellungsprozessen, darunter thermische Stabilisierung (Oxidation), Karbonisierung und Graphitisierung.
Kohlefaser ist ein neuartiges Material, das sich durch seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften auszeichnet. Sein spezifisches Gewicht beträgt weniger als ein -Viertel des von Stahl.
Verbundwerkstoffe aus kohlenstofffaserverstärktem Polymer (CFK) weisen typischerweise eine Zugfestigkeit von mehr als 3500 MPa auf, die sieben- bis neunmal so hoch ist wie die von Stahl und einen Zugelastizitätsmodul von 23.000 bis 43.000 MPa, der ebenfalls höher ist als der von Stahl. Folglich kann die spezifische Festigkeit von CFK-definiert als das Verhältnis der Festigkeit eines Materials zu seiner Dichte-2000 MPa/(g/cm³) überschreiten, während die spezifische Festigkeit von A3-Stahl lediglich etwa 59 MPa/(g/cm³) beträgt; Ebenso ist sein spezifischer Modul höher als der von Stahl.
