碳纤维是什么

碳纤维(Carbon Fiber,简称CF)是指含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,是由有机纤维(粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等)在高温环境下裂解碳化而成。

高性能碳纤维具有质轻、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射以及良好的可设计性、可复合性等一系列其他材料所不可替代的优良性能,是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略新兴材料。

碳纤维作为一种性能优异的战略性新材料,其密度不到钢的1/4、强度却是钢的5-7倍。与铝合金结构件相比,碳纤维复合材料减重效果可达到20%-40%;与钢类金属件相比,碳纤维复合材料的减重效果可达到60%-80%。

《中国制造2025》中提出,2020年国产高强碳纤维及其复合材料技术成熟度要达到9级,实现在汽车、高技术轮船等领域的规模应用;2025年国产高强中模、高模高强碳纤维及其复合材料技术成熟度要达到9级;力争在2025年前,结合国产大飞机的研发进程,航空用碳纤维复合材料部分关键部件取得CAAC/FAA/EASA等适航认证。碳纤维(T800级)拉伸强度≥5.8GPa,CV≤4%,拉伸模量294GPa,CV≤4%。

据Markets and Markets预测,到2026年全球碳纤维市场规模将达到80亿美元。

主要研究单位/公司

国内:光威复材、中简科技、中复神鹰、恒神股份、金发科技、方大炭素、吉林化纤、中航高科、南京化纤…

国外:东丽(Toray)、赫氏(Hexcel)、帝人东邦(TEIJIN)、三菱化学(Mitsubishi Chemical)、西格里( SGL)、氰特-索尔维(CYTEC SOLVAY GROUP)、东丽卓尔泰克(Toray-ZOLTEK)、晓星(HYOSUNG)、阿克萨(Aksa)…

来源:《揭秘未来100大潜力新材料(2019年版)》_新材料在线

碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。用腈纶和粘胶纤维做原料,经高温氧化碳化而成。是制造航天航空等高技术器材的优良材料。

碳纤维由90%以上碳元素组成的一种高强度高模量特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物,由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小,因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合,制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。

碳纤维是军事强国必争之材。实际上,被誉为“新材料之王”的碳纤维,特别是在军用上的高强度碳纤维原丝及其生产技术,是西方国家严格禁运的最重要技术。由于其可用于国防军工制造武器,一定强度以上的碳纤维需要获得批准才能出口,达到与核武器技术相提并论的禁运等级。在冷战时期,碳纤维生产技术属于技术密集型和政治敏感材料,以美国为首的巴黎统筹委员会对当时的社会主义阵营实行禁运。战争结束后,由于碳纤维的高技术含量、高利润回报,西方国家仍然对发展中国家实施禁运,尤其是在聚丙烯腈(PAN)原丝生产技术进口方面,即使有的国家已加入了世界贸易组织,也没有多少改变。

     碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维,含碳量在90%以上,以腈纶和粘胶纤维为原料,经高温氧化碳化而成。

      碳纤维外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物,具有质轻、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射以及良好的可设计性、可复合性等一系列其他材料所不可替代的优良性能。

      碳纤维被广泛应用于汽车材料、体育用品、土木建筑等多个领域中,尤其是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略新兴材料。

      总结:

      碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维,含碳量在90%以上,以腈纶和粘胶纤维为原料,经高温氧化碳化而成。


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