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  碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,分子结构界于石墨与金刚石之间,含碳体积分数随种类不同而异,一般在0.9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。




  作为高科技领域中新型工业材料的典型代表,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比强度和最高比模量的纤维,其显著优点是质量轻、纤度好、抗拉强度高,同时还具有一般碳材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小等。由于碳纤维这些优异的综合性能,使其与树脂、金属、陶瓷等基体复合后形成的碳纤维复合材料,也具有高的比强度、比模量、耐疲劳、导电、导热等一系列优良性质。碳纤维已成为当今先进复合材料最重要的增强材料,并广泛应用于军事及现代工业的各个领域,从航天、航空、国防、土建、汽车、电子、机械、化工到运动器材和休闲用品等。

  从1959年日本人首先发明了用聚丙烯腈(PAN)纤维制造碳纤维,到如今发展成为独立完整的新型工业体系并被世人所瞩目,碳纤维产业迅猛发展,被喻为21世纪的黑色革命。如今,世界碳纤维产量达到4万吨/年以上,全世界主要是日本东丽、东邦人造丝和三菱人造丝三家公司,美国HEXCEL、ZOLTEK、ALDILA三家公司,德国SGL西格里集团,韩国泰光产业及中国台湾台塑集团等少数单位掌握了碳纤维生产的核心技术,并且有规模化大生产。与国外发展相比,我国碳纤维产业发展还处于初级阶段,由于技术不过关,很多碳纤维装置出现“趴窝”现象,设备攻关势在必行。鉴于此,我国已将碳纤维列入《新材料产业“十二五”发展规划》重大工程,2011年我国还成立了碳纤维及其复合材料技术创新联盟,这些都有助于激发政府和企业的投资热情,加快推进产业发展。

  以国外的发展经验来看,碳纤维是一种可以形成庞大产业带的基础产品,具有广阔的市场前景,其发展可带来长期稳定的收益。不仅如此,碳纤维产业在发达国家的支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面,发挥着重要作用。