. -- -可修编 -碳纤维开展现状及其开展趋势0 引言高性能纤维是指耐热好、质量轻、强度高、高模量的特种纤维材料。作为高性能纤维的一种 ,碳纤维既有碳材料的固有本征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代军民两用新材料 , 已广泛用于航空航天、交通、体育与休闲用品、医疗、机械、纺织等各领域。碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量在 90% 以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、 高温状态下碳化而制得。 碳纤维具有十分优异的力学性能,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维,特别是在 2000 ℃以上的高温惰性环境中, 碳材料是唯一强度不下降的物质, 是其他主要构造材料 〔金属及其合金〕所无法比较的。除了优异的力学性能外,碳纤维还兼具其他多种优良性能,如低密度、 耐高温、 耐腐蚀、 耐摩擦、 抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、 热膨胀系数低、 光穿透性高, 非磁体但有电磁屏蔽性等。作为高性能纤维的一种,碳纤维既有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性, 是先进复合材料最重要的增强材料,已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用,从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。 因此,碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表,为世人所瞩目。碳纤维产业在兴旺国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面,发挥着非常重要的作用,对我国产业构造的调整和传统材料的更新换代也有重要意义,对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。1 国内外碳纤维的开展现状1.1 国外碳纤维的开展现状碳纤维的起源可追溯到19 世纪后期,美国人爱迪生〔 Edson 〕用碳丝制作灯泡的灯丝,从而创造了电灯,给人类社会带来了光明。但是在20 世纪初期,美国通用电器公司的库里基〔Coolidge 〕创造了用钨丝取代碳丝作为灯丝,并一直. -- -可修编 -沿用至今。这使得碳丝一度退出了历史舞台。直到20 世纪 50 年代,在美苏冷战和争霸的时代背景下, 为了解决战略武器的耐高温和耐烧蚀材料,碳纤维再次进入人们的关注视角。 并自此以后, 在材料科学领域掀起了碳纤维研究与开发热潮,各种有机纤维被用来尝试制备碳纤维。经过几十年的开展, 形成了聚丙烯腈〔PAN〕、沥青和粘胶三大原料体系。其中,PAN 基碳纤维因其生产工艺简单、生产本钱较低和力学性能优良的特点,已成为开展最快、 产量最高、 品种最多以及...