人类社会将进入“碳纤时代”

人类社会将进入“碳纤时代”

2013-08-02 08:50:38 24

    如今,一种比头发丝细100倍的纤维状碳材料正引发新一场变革。有人预言,人类社会将进入“碳纤时代”。碳纤维是一种兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征的化工新材料,是新一代的增强纤维。它的密度不到钢的1/4,但抗拉强度却是钢的7~9倍,抗拉弹性也高于钢,与传统的玻璃纤维(GF)相比,杨氏模量(指表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量)是其3倍多;与凯芙拉纤维(KF-49)相比,不仅杨氏模量是其2倍左右,而且在有机溶剂、酸,碱中不溶不胀,耐蚀性出类拔萃。正是由于兼具优异性能,碳纤维在国防和民用领域均有广泛的应用前景。碳纤维是指含碳量在90%以上的高强度,高模量纤维。它是以化纤和石油产品经特殊工艺制成的纤维。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防、军工和民用方面都是重要材料。
    碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。高性能碳纤维是制造先进复合材料最重要的增强材料,是发展国防军工与国民经济的重要战略物资,在当今世界高速工业化的大背景下,碳纤维用途正趋向多样化、核心化。

    由于碳纤维神秘的面纱尚未完全揭开,人们现在还不能直接用碳或石墨来制取,只能采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝,人造丝等)为原料,将有机纤维与塑料树脂结合在一起炭化制得碳纤维。根据原料及生产方式不同,碳纤维主要分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维等。碳纤维除了用于航空航天领域、国防军事领域和体育休闲用品外,汽车构件、风力发电叶片、建筑加固材料、增强塑料、钻井平台等碳纤维新市场也正在兴起。待开发市场有压力容器、医疗器械、海洋开发、新能源等领域。

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