付沙威，沈慧娟

(吉林建筑工程学院 基础科学部，吉林 长春 130118)

碳纤维(CFs)是近年来兴起的一种新型碳材料，具有高强度、高模量、低密度的特点，它耐高温、耐腐蚀，具有很好的导电和导热性能.碳纤维的热膨胀系数低，可以自润滑，并且它的生体相容性好.碳纤维诸多的优异性能，使其成为制备各种结构和功能性复合材料的重要的原材料.

1 碳纤维材料的发展及用途

早在18世纪中期，人们用有机纤维做为前躯体制备碳纤维，商业化的碳纤维被用作灯丝.这些早期制造的碳纤维导电性能并不好，并且表面存在很多气孔，比较脆，容易被氧化，因此用它做灯丝，电灯的效率非常低.后来，发明了钨丝，碳纤维就被取代，因此碳纤维的发展也随之停滞不前[1].到了20世纪50年代，随着生产发展，航空航天和军事工业等尖端领域发展迅速，对材料有了新的要求，结构材料不仅要求高强度和高模量，并且还要求具有质量轻、耐高温等优异性能.因此碳纤维又重新受到重视，此后碳纤维得到了迅速发展[2].

近些年主要以PAN作为原料生产高性能碳纤维，而且对高性能PAN基碳纤维的研制及工业化生产已日趋成熟.这些高强度、高模量碳纤维比铝轻、比钢强，而且还具有耐高温、耐腐蚀等优异性能，因此碳纤维成为现代工业的需要，正是由于这种迫切的需要，才推动了碳纤维科学研究的迅速发展.碳纤维走出实验室后，立即应用于航空工业、宇宙工程、原子能工程.碳纤维……