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碳纤维材料是一种比普通钢硬度高10倍的超硬材料，仅次于金刚石的硬度。碳纤维是通过含碳量极高的有机高分子纤维按纤维线束方向堆砌而成，而我们所认知的高硬度，超强的抗剪切力并不是完全由材料特性所带来的。这其中有个决定性因素，那就是临界空隙。纤维与纤维之间的堆砌在低于某个临界值时，之间的纤维孔隙指数会决定纤维的硬度，抗剪切力和抗拉伸力。