新型复合材料及其应用-----碳纤维增强材料 前言： 1、碳纤维的概述 碳纤维是有机纤维在惰性气氛中经高温炭化而成的纤维状碳化合物，其含碳量在 90％以上。由于碳纤维具有高的比强度和高模量而受到重视，被大量用于复合材料的增强材料。用碳纤维制成的的树脂基复合材料比模量比钢和铝合金高 5倍，比强度也高 3倍以上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。碳纤维产业在发达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，对我国产业结构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。 1.1 国内外碳纤维的发展现状 1.1.1国外碳纤维的发展现状 目前世界各国发展的主要是 PAN 基碳纤维和沥青基碳纤维。国外PAN基碳纤维的研究与开发开始于 20世纪 60年代。起初，碳纤维主要用于军工和宇航，经过 40余年的发展，其应用领域正在向工业领域和普通民用领域扩大〔1〕。世界 PAN 基碳纤维生产厂商主要有日本 Toray（东丽）、Toho（东邦）、Mitsubishi Rayon（三菱人造丝），美国 Hexcel（赫克塞尔）、Amoco（阿莫科）和 Zoltek（卓尔泰克）等公司。沥青基碳纤维主要生产厂商有日本Mitsubishi Chem（三菱化学）、Kureha （吴羽）、Donac与美国 Amoco 公司 1.1.2 我国碳纤维发展现状 从 20世纪70年代中期开始，经过30余年的发展，我国碳纤维从无到有，从研制到生产取得了一定的成绩，但总的来说，我国碳纤维的研制与生产水平还较低，目前仅相当于国外20世纪70年代中、末期水平〔4〕。 1.2 碳纤维主要应用领域 碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品，表2.1 是几种碳纤维材料的性能比较〔8〕。主要用于制备先进复合材料（ACM），已广泛应用于宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域。鉴于近年军事工业上应用的...
