金属一直以来都是机械制造中的主力，因为金属的强度、刚度要远远好于塑料、橡胶、木材等等非金属材料，所以很长一段时间内，金属的作用很难被替代。
但是随着材料学的发展，金属已经不再是我们的唯一选择，甚至于有大量的非金属材料因为有他们的“独门绝技”所以被应用到航空发动机中，比如说陶瓷材料，就因为其极佳的耐高温性能而有可能在未来的航空发动机高温部件中得到使用。
△陶瓷基涡轮叶片△
我们今天不说陶瓷，
而说另外一种神奇的非金属材料：
碳纤维。
△这就是碳纤维△
航空航天工业为何青睐碳纤维？
如果我们希望航空发动机可以制造的足够轻盈，那么如何在条件允许的情况下尽量减小材料的密度是一个很好的方法。当年的钛合金就是因为轻质，并且在刚度、强度和高温性能合格，现在已经是一种被广泛使用的优秀航空材料。
但是金属毕竟是金属，即便是像镁铝合金那样的材料，密度也只是堪堪做到kg每立方米左右，而且金属材料都有一个很严重的问题，那就是金属有疲劳问题，当金属材料内部受到变化的力的时候，只要这个力足够大、作用的时间足够长，那么材料就会产生微裂纹，然后这样的裂纹会快速变长、直到整个材料都裂开。
△金属材料的疲劳裂纹△
所以这个时候一种新材料：碳纤维，出现在工程师们的视野中。
这种材料首先有一个最明显的优点：轻。碳纤维密度一般在~kg每立方米，经过环氧树脂强化的碳纤维密度也不过kg每立方米而已，远远好于金属材料。
△往往需要通过环氧树脂将多层碳纤维粘黏在一起△
而且这种材料抗拉强度极高，想要拉断高强度碳纤维材料需要用拉断同样横截面积钢铁的力的两到四倍。
△碳纤维（后三行）与金属材料的对比△
另外，碳纤维跟金属材料不一样，碳纤维材料并没有所谓的“疲劳强度”的概念，也就是说变化的力对于金属材料来说是一种威胁，需要重点