李建利,张新元,张　元,王海涛,赵领航

(陕西省纺织科学研究所，陕西西安 710038)



碳纤维的发展现状及开发应用

李建利,张新元,张元,王海涛,赵领航

(陕西省纺织科学研究所，陕西西安 710038)

摘要：介绍了碳纤维的发展史、分类、国内外产业现状、需求及在航空航天、体育休闲、风力发电、汽车、建筑等领域的应用状况，并提出了我国碳纤维产业发展的几点建议。

关键词：碳纤维发展现状需求应用

0概述

碳纤维是由有机母体纤维(聚丙烯腈、黏胶丝或沥青等)在1000℃～3000℃高温、惰性气体环境下，高温分解、碳化制成的含碳量90%以上的无机高分子纤维。它力学性能优异，比重不足钢的1/4，而其复合材料的抗拉强度是钢的7倍～9倍；杨氏模量是传统玻璃纤维(GF)的3倍，是凯夫拉纤维(KF-49)的2倍。耐高温性能好，在2000 ℃的高温惰性环境中，碳纤维是唯一强度不下降的物质，这是其它金属及合金类结构材料无法比拟的。另外，碳纤维还具有耐化学腐蚀、导电、膨胀系数小、减震、低密度等优异性能[1]，是国民经济与国防建设不可缺少的战略新型材料，在国际上被誉为“黑色黄金”。

1发展史

1.1国外

18世纪中，英国人斯旺和美国人爱迪生利用竹子和纤维素等经过一系列后处理制成了最早的碳纤维，将其用作灯丝并申请了专利。20世纪50年代，美国开始研究粘胶基碳纤维，1959年生产出品名“T hormei-25”的粘胶基碳纤维。同年日本进藤昭男首先发明了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维。1962年日本东丽公司开始研制生产碳纤维的优质原丝，在1967年成功开发出T300聚丙烯腈基碳纤维。……