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碳纤维的发展及其应用现状目前，碳纤维工业化产品主要包括PAN基和沥青基，世界上消费高性能碳纤维主要是美国，而生产高性能碳纤维主要是日本，碳纤维已广泛应用于各行各业中。
碳纤维大多应用于复合材料的生产，且广泛应用于各行各业。
论文主要分析了国内外碳纤维发展现状，着重介绍了碳纤维在宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域的应用。
标签：碳纤维;复合材料;领域;应用一、碳纤维的发展现状研究1.国外发展现状1959年日本进藤博士采用PAN奥纶为原材料研究开发基碳纤维，日本大谷教授利用煤焦、石油炼制过程中的副产品（沥青）研究成功开发了沥青基碳纤维。
1965年，粘胶纤维基碳纤维是由美国的UCC公司开发成功的，主要材料是粘胶纤维。
于20世纪70年代初就开始生产碳纤维，主要应用于火箭喷嘴，其能有效防止热气流传。
1971年至1983年，日本东邦人造丝公司、东丽公司等对碳纤维研究比较早，在此期间已经能进行大批量的生产，主要用于体育器具，欧美则用于航空和航天工业。
1980年前，波音公司首次将碳纤维使用在757飞机上，1985年-1990年，欧美主要对复合材料产品性能和深加工技术进行了研究。
国外利用电磁辐射等离子技术由碳纤维原丝来生产碳纤维;并把纳米技术应用于碳纤维上，研制出纳米碳纤维，超高模量的沥青碳纤维长丝发展迅速。
2.国内发展状况20世纪70年代中期，我国开始研究碳纤维，经过多年的发展，碳纤维在研发领域上取得了很大的成就，但总的来说，国内碳纤维的研制与生产水平还较低。
吉林省长春应用化学研究所于1960年代初，开始对PAN基碳纤维进行研究，并先后完成了连续化中试装置。
上海合成纤维研究所等单位也开始研究，于1980年通过了中试。
总之，我国在碳纤维领域的研究方面起步晚、发展也缓慢。
二、碳纤维的应用状况研究1.宇航领域碳纤维重量很轻，但其尺寸稳定性，刚性和导热性能均很好，最初的高模量碳纤维广泛在人造卫星技术当中使用。
沥青碳纤维的现状和将来1、综述碳纤维自发明以来历经半个世纪，其作为高尔夫球杆、钓竿、自行车架等运动用品，工业用管道、液晶机器人手臂、汽车制造成形用横杆等产业机械部件、螺旋桨杆及刹车材等汽车部件、桥梁、建筑物修补、补强材、隔热材、燃气罐等工业部材，被广泛应用于各个领域。
碳纤维根据其出发原料的不同，可分为以聚丙烯腈为原料的PAN基纤维和以煤焦油、石油为原料的Pitch基纤维。
Pitch基纤维通过纺丝，根据沥青的结晶状态，分为中间相沥青和等方性沥青。
中间相沥青因构成分子的结晶状态进行配向，通过偏光显微镜进行观察，可显示出其具有光学异方性。
等方性沥青在构成分子上是随机配向、在光学上是等方性的。
1963年，当时的群马大学，发现了Pitch基碳纤维的制法。
1970年吴羽化学工业以等方性沥青为原料实行工业化，有效的利用了碳素的折叠特性和耐药品性，以该领域为中心进行用途拓展。
1969年左右，教授们通过具有光学异方性的中间相沥青进行纺丝，制造出了具有高模量的碳纤维。
1975年，美国UCC公司以石油沥青为出发原料，成功实现了连续纤维的pitch系碳纤维的工业化。
2、中间相沥青基碳纤维和等方性沥青基碳纤维Pitch基碳纤维，通过精制煤焦油沥青和石油沥青，将改质、热处理得到的沥青进行纺丝、预氧化处理后，用特定的温度进行碳化、石墨化制造而来。
通过热处理等方性沥青，用偏光显微镜观察中间相沥青的变化过程。
可区别出用于纺丝的沥青的结晶状态不同。
等方性Pitch基碳纤维，它所谓的强度、模量等机械物性不如中间相pitch 基，“碳素”所具有的耐热性、耐氧化性、耐药品性、耐腐蚀性、耐磨损性、自由润滑性的等优点，在高性价比上实现了高机能纤维。
3、Pitch基碳纤维和PAN基碳纤维3.1 Pitch基碳纤维的物性特征Pitch基碳纤维和PAN基碳纤维代表的基本物性特征是拉伸强度、拉伸模量（弹性模量）、热传导率。
碳纤维的比重是1.7~2.2。
年度盘点·2022年度国外碳纤维大事件碳纤维生产技术总结了2022年度国外碳纤维大事件，以飨读者。
本次盘点按时间倒序给出，主要涉及碳纤维生产企业及碳纤维生产制备技术相关事件。
如有遗漏，请各界人士补充。
美国赫氏碳纤维产品牌号及性能指标（最新版）新增1K碳纤维2022年新版航空航天级产品说明新增AS4C级别1K碳纤维，进一步满足不同的客户需求，其强度为4550MPa、模量231GPa。
同时，航空航天级产品部分新增IM10牌号，其强度为6895MPa、模量314GPa（旧版中工业级碳纤维有此牌号）。
韩国政府发表碳（纤维）复合材料扶持战略培养其为“第二钢铁产业”12月6日，韩国产业通商资源部召开了“第四次产业战略圆桌会议”，并发表了“碳（纤维）复合材料扶持战略”。
韩国政府预测，随着材料轻量化技术进入航空航天、国防产业等领域。
到2030年，全球碳（纤维）复合材料市场规模将增加到100万亿韩元（约合5349亿人民币）。
东丽欧洲公司计划投资约1亿欧元在法国工厂新建1000吨/年碳纤维生产线Toray Carbon Fibers Europe(东丽碳纤维欧洲公司，Lacq France)是一家欧洲碳纤维生产商，也是Toray Industries（日本东京）的子公司，计划投资约1亿欧元在其位于法国西南部的工厂建设一条新的碳纤维生产线。
这项投资将使该公司能够满足法国和其他欧洲国家对高性能碳纤维日益增长的需求。
新生产线将能够生产一系列碳纤维，包括高模量(HM) 碳纤维，提供高机械性能，非常适合可再生能源、核电和航空航天等高科技行业的要求。
该条生产线建设工作将于2023 年下半年开始，预计将于 2025 年底开始生产。
这项投资将增加1000吨的产能，还将为工厂创造约50个新的就业岗位。
韩国晓星开发出超高强度T1000级碳纤维晓星高新材料(株)10月12日表示，成功开发出抗拉强度6.4GPa、弹性模量295GPa以上的“H3065(T-1000级)”超高强度碳纤维。
2024年沥青基碳纤维市场发展现状沥青基碳纤维是一种新型的复合材料，具有优异的力学性能和化学稳定性，被广泛应用于工程建设和材料科学领域。
本文将探讨沥青基碳纤维市场的发展现状，包括市场规模、应用领域和存在的挑战。
市场规模沥青基碳纤维市场在过去几年持续增长，预计未来几年仍将保持稳定增长。
市场规模的增长得益于沥青基碳纤维的广泛应用以及市场需求的增加。
根据市场研究报告，2019年沥青基碳纤维市场规模达到XX亿美元，并预计到2025年将达到XX亿美元。
应用领域沥青基碳纤维在各个领域都有应用，主要包括以下几个方面：道路建设沥青基碳纤维材料被广泛应用于道路建设领域，特别是在高速公路和机场跑道等需要高强度和耐久性的路面工程中。
沥青基碳纤维的添加可以增强沥青混凝土的抗裂性能和疲劳寿命，提高道路的承载能力和耐久性。
桥梁建设沥青基碳纤维材料在桥梁建设中起到了重要作用。
由于其高强度和轻质特性，可以用来增强桥梁结构的抗震性能和荷载承载能力。
同时，沥青基碳纤维还可以增强混凝土桥面的耐久性，延长桥梁的寿命。
石油行业沥青基碳纤维在石油行业中也有广泛应用。
由于其耐高温和耐腐蚀性能，可以被用于制造油井抽油杆和油管等石油设备。
此外，沥青基碳纤维还可以用于油井水平钻井中的加固和纤维增强。
存在的挑战尽管沥青基碳纤维市场发展迅速，但仍面临一些挑战。
高成本沥青基碳纤维的生产成本相对较高，这导致其价格较高，限制了其广泛应用。
降低生产成本是一个亟待解决的问题。
市场竞争沥青基碳纤维市场存在激烈的竞争。
目前市场上已有多家企业涉足该领域，并且不断推出新产品。
在如此竞争激烈的市场环境下，企业需要不断改进产品技术，提高产品性能和质量，保持竞争力。
技术创新尽管沥青基碳纤维已经取得了显著的发展，但仍有待进一步的技术创新。
例如，如何提高沥青基碳纤维的抗拉强度和热稳定性，以满足更广泛的应用需求，是一个需要解决的问题。
总结沥青基碳纤维市场在快速发展，各个领域都有广泛的应用。
国内外碳纤维的发展前景经过这段时间的高分子材料的学习，我对于高分子领域有了新的认识。
通过这段时间的阅读，我更深层次的了解到了碳纤维这一高分子材料的应用与发展前景。
碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%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。
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的比强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料（金属及其合金）所无法比拟的。
除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。
作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是先进复合材料最重要的增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。
因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。
碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。
目前世界各国发展的主要是PAN 基碳纤维和沥青基碳纤维。
近年来，大丝束碳纤维获得飞速发展，世界上过去不生产大丝束碳纤维的一些碳纤维生产厂也纷纷打算生产大丝束碳纤维或已开始生产大丝束碳纤维。
碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品，已广泛应用于宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域。
鉴于近年军事工业上应用的萎缩、碳纤维成本的降低及先进低成本制造复合材料技术的突破，碳纤维复合材料在建筑、工业、交通运输等方面的应用便成为研究开发的热点，并取得了一定的突破性进展。
碳纤维制备工艺简介碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。
碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。
因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。
一、碳纤维生产工艺可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。
经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。
1，粘胶(纤维素)基碳纤维用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。
粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。
虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。
所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。
但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。
2，沥青基碳纤维1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。
从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。
大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。
碳纤维历史碳纤维发展简史：1860年，斯旺制作碳丝灯泡1878年，斯旺以棉纱试制碳丝1879年，爱迪生以油烟与焦油、棉纱和竹丝试制碳丝（持续照明45小时）1882年，碳丝电灯实用化1911年，钨丝电灯实用化1950年，美国Ｗright--Patterson空军基地开始研制黏胶基碳纤维1959年，美国ＵＣＣ公司生产低模量黏胶基碳纤维“Ｔhornel—25”，日本大阪工业试验所的进藤昭男发明了ＰＡＮ基碳纤维1962年，日本碳公司开始生产低模量ＰＡＮ基碳纤维（０.５吨/月）1963年，英国皇家航空研究所（ＲＡＥ）的瓦特和约翰逊成功地打通了制造高性能ＰＡＮ基碳纤维（在热处理时施加张力）的技术途径1964年，英国Ｃourtaulds,Morganite和Roii--Roys公司利用ＲＡＥ技术生产ＰＡＮ基碳纤维1965年，日本群马大学的大谷杉郎发明了沥青基碳纤维美国ＵＣＣ公司开始生产高模量黏胶基碳纤维（石墨化过程中牵伸）1970年，日本吴羽化学公司生产沥青基碳纤维（１０吨/月），日本东丽公司与美国ＵＣＣ进行技术合作1971年，日本东丽公司工业规模生产PAN基碳纤维（1吨/月），碳纤维的牌号为T300，石墨纤维为M401972年，美国Hercules公司开始生产PAN基碳纤维日本用碳纤维制造钓竿，美国用碳纤维制造高尔夫球棒1973年，日本东邦人造丝公司开始生产PAN基碳纤维（0.5吨/月）日本东丽公司扩产5吨/月1974年,碳纤维钓竿、高尔夫球棒迅速发展日本东丽公司扩产13吨/月1975年,碳纤维网球拍商品化美国UCC公司公布利用中间相沥青制造高模量沥青基碳纤维“Thornel—P”美国UCC的高性能沥青基碳纤维商品化1976年,东邦人造丝公司与美国塞兰尼斯进行技术合作住友化学与美国赫格里斯（Hercules）成立联合公司1979年,日本碳公司与旭化成工业公司成立旭日碳纤维公司1980年,美国波音公司提出需求高强度、大伸长的碳纤维1981年,台湾台塑设立碳纤研究中心，日本三菱人造丝公司与美国Hitco公司进行技术合作1984年,台湾台塑与美国Hitco公司进行技术合作，日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T8001986年,日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T10001989年,日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维M601992年,日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维M70J,杨氏摸量高达690GPa。
全球碳纤维材料知名企业解读碳纤维材料是一种轻质高强度的先进材料，在现代工业中得到广泛应用。
全球有许多知名企业专注于碳纤维材料的研发、生产和销售，它们在碳纤维材料领域中处于领先地位。
本文将介绍其中几家知名碳纤维材料企业的背景及其对碳纤维材料技术的贡献。
Toray Industries日本东丽公司（Toray Industries）是世界上最大的碳纤维生产商之一，其碳纤维产品占据全球市场的比例达到了70%。
Toray Industries自1960年代起开始研究碳纤维材料，并于1971年开始批量生产碳纤维。
目前，该公司的碳纤维产品涵盖了航空航天、汽车、运动器材、建筑材料等领域。
其中，Toray Industries为波音公司制造的787梦想客机提供了大量的碳纤维材料，其碳纤维复合材料在航空航天领域拥有举足轻重的地位。
此外，Toray Industries还在碳纤维膜、碳纤维电极等新的碳纤维应用领域不断拓展业务。
Hexcel CorporationHexcel Corporation是一家总部位于美国的碳纤维材料公司，其碳纤维产品在航空航天和国防领域占有极高的市场份额。
该公司首次进入碳纤维市场是在1974年，随后一直在碳纤维材料领域保持领先位置。
Hexcel Corporation的碳纤维产品主要应用于航空航天领域的复合材料制造，如客机机身、翼面、垂直尾翼等各种部件。
Teijin LimitedTeijin Limited是日本的一家化学纤维和材料科技公司，在碳纤维领域也有很高的知名度。
Teijin Limited不仅致力于碳纤维产品的研发和生产，还在碳纤维材料的应用方面不断推进。
该公司的碳纤维产品广泛应用于汽车、电子、环保等领域，如用于手机壳、桥梁加固、燃料电池部件等。
ZOLTEKZOLTEK是美国的一家碳纤维材料公司，致力于生产高品质的碳纤维产品。
该公司生产的碳纤维在航空航天领域、能源和石化领域、汽车等领域有广泛的应用。
