碳纖維增強復合材料是目前最先進的復合材料之一，具有質量輕、強度高、耐高溫、抗腐蝕、熱力學性能優良等特點，被廣泛用作結構材料及耐高溫抗燒蝕材料。隨著碳纖維生產規模的擴大及制造技術的成熟，碳纖維復合材料逐漸由軍用拓展到民用，已用于飛機與衛星的結構材料、汽車零部件、文體用品等各種工業及民用產品，在設計和使用碳纖維復合材料時，耐腐蝕性能是一個重要指標。

復合材料是由基體連續相、增強體分散相及它們間的相界面構成的。復合材料的腐蝕特性除分別受這3部分影響外，還取決于這3部分之間的相互影響。一般而言，對復合材料耐腐蝕性起決定作用的是復合材料基體的性質。由于碳纖維為惰性無機纖維，在生產過程中經過了2000℃-3000℃的高溫石墨化處理，具有類似石墨晶體的微晶結構。因此具有很高的耐介質腐蝕性，在質量分數為50%的鹽酸、硫酸或磷酸中，200天后其彈性模量、強度和直徑基本無變化。所以，對碳纖維復合材料而言，耐腐蝕性能的高低主要取決于基體樹脂本身的耐腐蝕性能及基體樹脂與增強纖維的界面相容性問題。


1.碳纖維復合材料的耐候性

通過測試研究，表明碳纖維環氧樹脂復合材料在不同環境下長期存放后，其彎曲強度保持率較高，表明環氧樹脂的耐候性較好。但在亞濕熱氣候區及沿海地區的復合材料的老化程度比溫帶、內陸及寒溫帶要嚴重。在環境對環氧樹脂復合材料的老化作用中，陽光（尤其是紫外線）及其與氧氣、潮濕的聯合作用是最主要的。老化通常從環氧樹脂復合材料的表面開始逐漸向內部擴展；因此，改善表面狀態，在復合材料表層阻擋紫外線、氧氣和潮濕的侵入，是改善復合材料耐候性的基本途徑。具體措施包括：①表面涂漆膜、制富樹脂層等；②表面粘貼能吸收紫外線的透明薄膜；③改善基體的耐候性，如對基體改性、選用能改善耐候性的助劑或在基體中添加紫外線吸收劑等。

2.碳纖維復合材料的耐水性

碳纖維/環氧樹脂復合材料對于蒸餾水的飽和吸水值大約為1.5%。由于吸水過程是一個質量傳遞的過程，與能量傳遞過程相比要緩慢得多，熱傳遞和濕擴散的速率大約相差105倍。例如，將一塊冷的碳纖維/環氧樹脂復合材料板投入熱的環境中，如果它經過半分鐘達到溫度平衡的話，則由于外界濕度變化，它要達到各處的濕度平衡大約需要1年。對于碳纖維增強的環氧樹脂復合材料在水中浸泡后的變化，其性能下降程度并不嚴重，耐水性較好。

3.碳纖維復合材料的耐介質性

碳纖維由于質量輕、比強度大、耐熱性高以及化學穩定性好（除硝酸等少數強酸外，對堿以及幾乎所有藥品都穩定），在耐腐蝕樹脂基復合材料中獲得了一定的應用。經過碳纖維改性的環氧樹脂具有較高的交聯度和大量的苯環、較高的熱變形溫度和較好的熱穩定性，在260℃下使用仍然具有優良的耐溶劑性和耐堿性。在碳纖維/環氧樹脂復合材料制品的成型過程中，界面狀態的改變及界面區域的形成是提高該產品耐介質腐蝕性能的關鍵。

4.碳纖維復合材料的耐熱性

碳纖維增強環氧樹脂復合材料中的環氧樹脂作為通用熱固性樹脂，其加工性、成型性及耐熱性都非常優異，一般環氧樹脂的玻璃化溫度為130-140℃左右，經改性后其玻璃化溫度可高達200℃，已在航空航天領域中得到應用。因此，在自然環境中，熱因素對其性能的影響不大，只有在進行加速老化試驗評估和壽命預測時才需要考慮。

碳纖維復合材料作為一類綜合性能優良的復合材料，總體來說，其耐腐蝕性能優異。碳纖維復合材料的表面及其增強材料與基體樹脂的界面是相對薄弱部位，腐蝕作用通常經歷從表面→界面→內部的過程。采取有效的改性手段，阻斷其腐蝕通道，將有助于提高碳纖維復合材料的耐腐蝕性能。


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