De mest værdifulde egenskaber ved kulfiber er dens styrke, stivhed og letvægt. Kulfiber er lavet af meget fine, krystallinske filamenter af kulstof i "tows", som indeholder tusindvis af individuelle filamenter. Disse garnlignende tråde er vævet sammen til stof af forskellige vævninger. Når lag af kulfiberstof bindes sammen til en kulfiberplade eller -plade, er kulfiberlaminatet overordentlig stærkt. Så hvor stærk er den?
Styrken af kulfiber
Kulfiber er dobbelt så stive og fem gange stærkere end stål. Selvom det er stærkere og stivere end rustfrit stål, er kulfiber lettere, hvilket gør det til et ideelt fremstillingsmateriale.
Klassificering af kulfiberstivhed og -styrke
Trækmodul er defineret som "forholdet mellem spænding (kraft pr. arealenhed) langs en akse til tøjning (forholdet mellem deformation over initial længde) langs denne akse." Også kendt som stivhed, kan trækmodul forudsige forlængelse eller kompression af materiale, så længe spændingen er lavere end materialets trækstyrke.
Kulfibre klassificeres ud fra fibrenes trækmodul. Den engelske måleenhed er pund kraft pr. kvadrattomme af tværsnitsareal, forkortet som psi (eller ksi for tusind psi og MSI for million psi). Der er fem kulfiberklassifikationer: lavt modul, standardmodul, mellemmodul, højt modul og ultrahøjt modul.
| Kulfiber klasse | Lavt modul | Standard modul | Mellemmodul | Højt modul | Ultrahøjt modul |
| Trækmodul GPa | <227 | 227 | 289 | 393 | 758 |
| Trækmodul MSI | <33 | 33 | 42 | 57 | 110 |
Stivheden og styrken af en lamineret kulfiber epoxyplade eller plade bestemmes af:
Kulfibermaterialets egenskaber
Fibrenes oplægningsplan (fiberorientering, vævningstype og tykkelse af laminatlag)
Fiber/harpiks-forholdet
Et godt estimat for trækmodul for en afbalanceret, symmetrisk 0/90 graders oplægningsplan ville være 10 MSi (70 GPA). Et godt estimat for trækstyrke for samme layup ville være 87 KSI (600 MPA).
Til sammenligning har stål et trækmodul på omkring 29 MSI (200 GPa) og en trækstyrke på 61 KSI (420 MPA). Trækmodulet for aluminium er omkring 10 MSI (69 GPa) og trækstyrken er 40 KSI (276 MPA)
Som det kan ses af nedenstående tabel har kulfiberlaminat den højeste specifikke trækstyrke og den højeste specifikke stivhed
| Materiale | Trækmodul GPa | Trækstyrke MPa | Massefylde g/cm3 | Specifik trækstyrke Pa m3/kg |
Specifikt trækmodul MPa m3/kg |
| Aluminium | 69 | 276 | 2.7 | 102 | 25.5 |
| Stål | 200 | 420 | 7.9 | 53 | 25.3 |
| Kulfiberlaminat | 70 | 600 | 1.5 | 400 | 46.7 |
Kulfibre med ultrahøjt modul er cirka 3 gange stivere end standardmodul, men er ikke så stærke. Derudover har kulfiber overlegne træthedsbestandighedsegenskaber sammenlignet med både stål og aluminium. Også, når de kombineres med passende harpikser, er kulfibre blandt de mest korrosionsbestandige materialer på markedet.
