Kulfiber kan danne kompositmaterialer med forskellige materialer såsom harpiks, plast, keramik, glas og metaller. Kulfiberkompositter er kendetegnet ved høj styrke, lav vægt, god stivhed og god træthedsbestandighed. De bruges hovedsageligt som vægt-reducerende konstruktionsmaterialer og til ablationsvarmeafledning.
Carbon Fiber Armed Resin Matrix Composites
Kulfiberforstærkede harpiksmatrixkompositter (CFRP) har lav densitet og højere specifik styrke og specifikt modul end glasfiber. Deres specifikke styrke er 5-6 gange den for højstyrkestål og titanlegeringer, dobbelt så stor som glasfiber, og deres specifikke modul er 3-4 gange så stor som disse materialer. Derfor bruges CFRP som det vigtigste strukturelle materiale i luftfartsindustrien. For eksempel bruger rumfærgens nyttelastdøre, ailerons, vertikale hale, hovedlandingssteldøre og interne trykbeholdere alle CFRP, hvilket resulterer i en vægtreduktion på op til 2 tons for rumfærgen.
Carbon/Carbon Composites
Kulstof/kulstof-kompositter (C/C) er kulstof-baserede kompositmaterialer, der er forstærket med kulfibre og deres produkter (kulfilt, kulstofdug osv.). Kulfiber (C/C) består af kun ét element-kulstof-og har de unikke fordele for kulstof- og grafitmaterialer, såsom lav tæthed og fremragende termiske egenskaber, herunder ablationsmodstand, termisk stødmodstand, høj termisk ledningsevne og en lav varmeudvidelseskoefficient. Det udviser også den høje styrke og høje modul af kompositmaterialer. En anden vigtig egenskab ved C/C er dens fremragende tribologiske egenskaber. C/C har også god biokompatibilitet med den menneskelige krop.
Kulfiberforstærkede metalmatrixkompositter
Kulfiberforstærkede metalmatrix-kompositter (CFRM'er) har en række fremragende egenskaber, herunder høj specifik styrke, højt specifikt modul, høj temperaturmodstand, lav termisk udvidelseskoefficient, høj termisk ledningsevne og stærk modstand mod termisk deformation. Kulfiberforstærket aluminium har ikke kun højere styrke end aluminiumslegeringer, men tilbyder også en betydeligt højere driftstemperatur og bevarer cirka 90 % af sin trækstyrke selv ved omkring 500K. Fiber-forstærket aluminium udviser fremragende træthedsstyrke og bevarer 63 %-84 % af sin træthedsstyrke selv efter 10 træthedscyklusser.
Kulfiberforstærkede keramiske matrixkompositter
Den fatale svaghed ved keramik er deres skørhed. Forstærkning af keramik med kulfiber forbedrer effektivt sejheden, ændrer brudmorfologien og øger sejheden. Fibrene forhindrer også hurtig revneudbredelse. Fiber-forstærkede keramiske matrixkompositter udviser højere styrke, forbedrede mekaniske og termiske stødegenskaber og væsentligt forbedret brudsejhed. Sammenlignet med almindelig keramik er deres bøjningsstyrke øget med cirka fem gange og deres brudsejhed med hundredvis af gange.
Kulfiberforstærkede gummikompositter
Under de samme bøjningsforhold viser kulfiberforstærkede gummikompositter en væsentlig længere levetid sammenlignet med almindelig gummi. Den termiske ledningsevne af gummi er to størrelsesordener lavere end kulfibers. Når gummi er forstærket med fibre, danner kulfibrene et varmeoverførselsnetværk i kompositten, hvilket tillader friktionsvarme at sprede sig og dermed forbedre termiske egenskaber, især termisk udmattelsesbestandighed.
