碳纖維和普通鋼材相比，優勢在哪里？

碳纖維和普通鋼材相比，優勢體現在強度、重量、耐腐蝕等多個方面。從強度與重量比來看，碳纖維遠超鋼材，在提供相同高剛度時，重量約是鋼材的五分之一，卻有著更高的拉伸強度。重量上，碳纖維密度低，遠輕于鋼材。耐腐蝕性能方面，碳纖維化學穩定，不像鋼材易氧化生銹。此外，它耐疲勞強度高、熱性能優異。這些優勢讓碳纖維在諸多領域得到廣泛應用 。

首先，在強度方面，二者彈性模量均高達200吉帕 (GPa)，都適合高應力應用。然而，碳纖維單位重量比鋼更堅固，在強度重量比方面，比鋼輕五倍，強度卻是鋼的五倍。其高抗拉強度和剛度，以極輕的重量提供卓越的強度，使得它成為制造輕質、高性能零件時優于鋼的首選。

再說重量，鋼材密度大，這導致其重量較重。而碳纖維重量約輕鋼材五倍，密度范圍為1500 - 2000kg/m3，這種優越的強度重量比，讓碳纖維成為那些需要減輕重量應用場景的不二之選。在航空航天、汽車等領域，減輕重量對于提升性能、降低能耗有著至關重要的作用，碳纖維因此大顯身手。

耐腐蝕性能上，鋼材暴露于大氣濕氣中很容易氧化生銹，這不僅影響其外觀，還會降低其性能和使用壽命。但碳纖維本身化學穩定、耐腐蝕，無懼各種化學暴露，在惡劣環境下依然能夠保持良好的性能，這是鋼材難以比擬的。

耐疲勞強度上，碳纖維增強塑料（CFRP）顯著優于鋼材，使用壽命更長。在反復受力的情況下，碳纖維能更好地保持結構完整性。

熱性能方面，碳纖維的熱膨脹系數小，軸向熱膨脹系數約為 -0.1×10 -6/℃，垂直于軸向熱膨脹系數約為 +35×10 -6/℃，在冷態環境下不脆裂，在熱態環境中尺寸穩定，可在300℃以下的空氣中長期使用。

綜上所述，碳纖維在強度、重量、耐腐蝕、耐疲勞以及熱性能等多方面相較于普通鋼材都有著顯著優勢，這也讓它在眾多高端領域發揮著不可替代的重要作用，推動著行業不斷向前發展。