De mest värdefulla egenskaperna hos kolfiber är dess styrka, styvhet och lätta vikt. Kolfiber är gjord av mycket fina, kristallina filament av kol i "tows", som innehåller tusentals enskilda filament. Dessa garnliknande trådar vävs samman till tyg av olika vävar. När lager av kolfibertyg binds samman, till en kolfiberplatta eller -ark, är kolfiberlaminatet oerhört starkt. Så hur stark är den?
Styrkan hos kolfiber
Kolfiber är dubbelt så styvt och fem gånger starkare än stål. Även om kolfiber är starkare och styvare än rostfritt stål är det lättare, vilket gör det till ett idealiskt tillverkningsmaterial.
Klassificering av kolfiberstyvhet och styrka
Dragmodul definieras som "förhållandet mellan spänning (kraft per ytenhet) längs en axel och töjning (förhållande mellan deformation över initial längd) längs den axeln." Även känd som styvhet, kan dragmodul förutsäga töjning eller kompression av material så länge som spänningen är lägre än materialets draghållfasthet.
Kolfibrer klassificeras utifrån fibrernas dragmodul. Den engelska måttenheten är pund kraft per kvadrattum av tvärsnittsarea, förkortat psi (eller ksi för tusen psi och MSI för miljoner psi). Det finns fem klassificeringar av kolfiber: låg modul, standardmodul, mellanmodul, hög modul och ultrahög modul.
| Kolfiberklass | Låg modul | Standardmodul | Mellanmodul | Hög modul | Ultrahög modul |
| Dragmodul GPa | <227 | 227 | 289 | 393 | 758 |
| Dragmodul MSI | <33 | 33 | 42 | 57 | 110 |
Styvheten och styrkan hos ett laminerat kolfiberepoxiark eller -plåt bestäms av:
Kolfibermaterialets egenskaper
Uppläggningsschemat för fibrerna (fiberorientering, vävtyp och tjocklek på laminatskikt)
Fiber/harts-förhållandet
En bra uppskattning av dragmodulen för ett balanserat, symmetriskt 0/90 graders uppläggningsschema skulle vara 10 MSi (70 GPA). En bra uppskattning för draghållfasthet för samma upplägg skulle vara 87 KSI (600 MPA).
Som jämförelse har stål en dragmodul på cirka 29 MSI (200 GPa) och en draghållfasthet på 61 KSI (420 MPA ). Dragmodulen för aluminium är cirka 10 MSI (69 GPa) och draghållfastheten är 40 KSI (276 MPA)
Som framgår av tabellen nedan har kolfiberlaminat den högsta specifika draghållfastheten och den högsta specifika styvheten
| Material | Dragmodul GPa | Draghållfasthet MPa | Densitet g/cm3 | Specifik draghållfasthet Pa m3/kg |
Specifik dragmodul MPa m3/kg |
| Aluminium | 69 | 276 | 2.7 | 102 | 25.5 |
| Stål | 200 | 420 | 7.9 | 53 | 25.3 |
| Kolfiberlaminat | 70 | 600 | 1.5 | 400 | 46.7 |
Kolfibrer med ultrahög modul är ungefär 3 gånger styvare än standardmodulen men är inte lika starka. Dessutom har kolfiber överlägsna utmattningsmotståndsegenskaper jämfört med både stål och aluminium. Dessutom, i kombination med lämpliga hartser, är kolfibrer bland de mest korrosionsbeständiga materialen på marknaden.
