近年来，大家对碳纤维复合材料一定耳熟能详。昨天咱们分享了一位牛人用碳纤维制作扑克牌的视频，实在不要太帅啊。咱们直观学机械的读者“km2006”于是留言给小编布置了一篇碳纤维防弹衣材料的文章。

碳纤维复合材料有很强的力学性能，它的比强度、比模量，比其它与之功能类似的合金高很多倍。

也就是说，在相同的抗拉强度和拉伸模量下，当产品满足性能要求，碳纤维制品的重量要远远低于合金制品。

碳纤维 CFRP 的强度要明显高于玻璃纤维 GFRP

碳纤维通常由聚丙烯腈（PAN）纤维通过氧化和更高温度的碳化制成。碳纤维很少单独使用，一些常见的处理技术包括：长丝缠绕、编织、预浸料（预浸渍的碳纤维）和拉挤成型等。

在制造过程中产生的长丝被绞成纱线。它可用于编织碳纤维长丝布或织物。织物上的图案通常取决于纱线的密度和所选的编织方式。

150倍下的碳纤维可以看到由一根根丝编织起来的

其粗细和头发丝相比直径更小

当暴徒用枪射击你时，千钧一发之际，冷静的你看看身上的碳纤维小马甲，默默的寻思着：纤维织成的密网，类似于足球门网，无论射体触击到网的哪一个位置，它的冲力都会被整个网所吸收。正因为这样，碳纤维可用于制造防弹衣：

碳纤维防弹到底靠不靠谱，咱们实测一下看看效果：

碳纤维有多硬，一厘米厚就可以防弹

20世纪60年代，美国杜邦公司研制出一种新型芳纶纤维复合材料——芳纶1414。

杜邦将这种材料在1972年实现商品化并注册商标为Kevlar也就是卡夫拉。凯夫拉纤维主要分为两种：对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺纤维（PMIA）。

凯夫拉的强度超过碳纤维，而质量比碳纤维还轻。美军率先使用Kevlar制作防弹衣，并研制了轻重两种型号。由此，美国的杜邦公司一度占据了全球防弹衣材料的过半的市场份额，上世纪80年代，美国还曾经限制杜邦把该材料出口我国，为此，我国在化纤材料的研发上早早就开始布局。

超高性能碳纤维的出现，打破了传统碳纤维因断裂伸长率小而不能用于防弹领域的概念，已开始应用于新型军用防弹装备，对提升先进武器装备具有重大意义。

2019年11月20日，中国石化股份有限公司经过鉴定，利用16年时间突破了聚合、纺丝、工程放大等关键核心技术，造出了对位芳纶纤维。

下面这个小视频就是对我国对位芳纶纤维的介绍：

当然，除了对位芳纶纤维，超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）、液体防弹材料(TBS)、碳纳米管、石墨烯、压缩玻璃碳、人造蜘蛛丝等都可以用来作为防弹材料。

2017年我们看到央视财经发布的这样一组数据：全世界70%的防弹衣都是中国制造。我们前面介绍直到2019年，我们才全面掌握对位芳纶纤维的技术，为什么防弹衣的制造市场份额之前这么高？

原因就是我国的防弹衣材料主要使用的超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE），UHMWPE是一种相比芳纶防护效果更好，而且也更便宜的优质防弹材料。目前主流的防弹衣和防弹插板等防弹装备都是用的UHMWPE。

自1985年中国开始超高分子量聚乙烯纤维的研究，东华大学（原中国纺织大学）、盐城超强高分子材料工程技术研究所先后加入研发行列，并取得了一系列重大理论突破，1999年突破关键性生产技术。目前，我国的超高分子量聚乙烯纤维产量很大，产业链完整齐全，市场产业健康，很多防弹衣生产企业甚至自己都能生产超高分子量聚乙烯纤维，所以，防弹衣的成本压的比较低，在全球占据过半的份额也就不足为奇了。

除了防弹，碳纤维的用途很多，咱们以前分享过在汽车上使用：

在航空航天上也有大量使用：

在高尔夫球棒、网球拍、标枪、弓、自行车、钓鱼竿等体育用品上的应用更是不胜枚举。下面是碳纤维在头盔上的应用，价格不低：

碳纤维头盔为何卖那么贵，一个都要上千块，走进工厂看制造过程

可见，优质、新型材料的出现，带给我们的将是生活各个方面的全面提升，因此，对于新材料的研发一刻也不能停止。