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一、很高的比強度與比模量
相較于傳統的金屬材料，碳纖維復合材料在強度與模量上沒有太大差距，但其密度卻遠低于金屬材料,相比之下,比強度可以達到金屬的2.4~5.8倍，而比模量也能達到至少1.6倍。因此,在單位質量相同的條件下，可獲得較大承載能力，而當承載能力相同時，其質量可以達到更小。
二、良好的抗疲勞性能
受疲勞載荷作用后，材料產生的斷裂主要是其內部裂紋進一步擴展的結果。在碳纖維復合材料當中，碳纖維和基體之間可以防止裂紋進一步擴展。對于大部分金屬材料，其疲勞強度極限只有拉伸強度的30%-50%，但碳纖維復合材料卻能達到70%-80%。
三、優良的破損安全性
如果碳纖維復合材料發生破壞，則不會如同傳統材料那樣在瞬間發生，而是必須經過很多環節，如從開始損傷到開裂，再從開裂到脫粘，使碳纖維發生斷裂。如果斷裂的只是少部分纖維，則荷載可由基體來傳遞，實現重新分布，這是一個能量吸收過程，使破損安全性得以明顯提高。
四、良好的減震性
從受力結構角度講，其自震頻率不僅和形狀息息相關，而且還和材料比模量二次方呈正比，因此這種材料的自震頻率往往很高。另外，材料界面還能吸收大量能量，提高其震動阻尼。在車身、無人機、飛機等產品上具有非常明顯的優勢。
