沥青基碳纤维
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通用级沥青基碳纤维的碳化研究
通⽤级沥青基碳纤维的碳化研究沥青基碳材料本⽂来源：化⼯新型材料精彩⽂章现在开始作者：冉晨旭陕西师范⼤学化⼯新型材料通⽤级沥青基碳纤维的碳化研究摘要借助于红外光谱分析、热重分析和Ｘ射线衍射分析等表征⼿段，对通⽤级沥青基碳纤维碳化过程进⾏了研究。
探讨了碳化⼯艺参数对通⽤级沥青基碳纤维⼒学性能的影响，确定了通⽤级沥青基碳纤维的最佳碳化处理条件。
不熔化纤维在惰性⽓氛保护下进⾏碳化或⽯墨化的过程对提⾼通⽤级沥青基纤维最终的⼒学性能⾄关重要。
碳化⼯艺条件包括:碳化终温、升温速率、恒温时间等。
如何确定碳化⼯艺参数始终是⼀个研究热点。
张和等研究了中间相沥青基预氧化丝碳化过程中结构的变化;阮湘泉等川研究了⽯油裂化渣油制取的中间相沥青纤维氧化及碳化的过程;路忠跃等州研究了碳化温度对中间相沥青基碳纤维性能的影响。
Ogalc等研究了中间相沥青基碳纤维在碳化、⽯墨化过程中纤维的结构取向及尺⼨的变化规律。
本研究以实验室⾃制的通⽤级沥青基不熔化纤维为原料，对其进⾏碳化处理研究。
通过改变碳化过程中的碳化温度、升温速率等⼯艺参数，探讨各⼯艺参数对通⽤级沥青基碳纤维⼒学性能的影响，确定了通⽤级沥青基碳纤维的碳化处理的最佳⼯艺条件。
1实验部分1.1原料实验所⽤的原料沥青为实验室精制的可纺沥青，其基本性质如表1所⽰。
1.2不熔化纤维的制备⽤纺丝机将精制的可纺沥青在纺丝温度3000C、压⼒0.0l MPa、纺丝转速1000r/min下进⾏熔融纺丝，然后在3.78 X 10-2 m/s、空⽓流量下，以0.3℃ /min的升温速率升⾄320℃，保持恒温90min进⾏不熔化处理。
1.3不熔化纤维的碳化将⼀定质量经过不熔化处理的预氧化丝放到碳化炉中，将炉管密封、抽真空，⽤氮⽓置换后改为常压，继续通⼊氮⽓，然后设定升温程序，进⾏碳化处理。
具体碳化条件为:碳化升温速率为2~5℃ /min,碳化温度在900-1200℃之间，恒温时间在0-120min范围内。
中间相沥青基碳纤维金属基复合材料
《中间相沥青基碳纤维金属基复合材料的研究与应用》一、引言中间相沥青基碳纤维金属基复合材料是一种新型的复合材料，在材料工程领域具有广泛的应用前景。
本文将从多个角度对这一主题进行全面评估，并探讨其研究与应用。
二、中间相沥青基碳纤维金属基复合材料的结构与性能2.1 结构中间相沥青基碳纤维金属基复合材料主要由碳纤维、金属基体和中间相沥青组成。
碳纤维具有高强度、高模量和轻质的特点，金属基体具有良好的导热性和导电性，中间相沥青则起到了粘结剂的作用。
2.2 性能中间相沥青基碳纤维金属基复合材料具有优异的力学性能、导热性能和耐蚀性能。
碳纤维的高强度使得复合材料具有很高的强度和刚度，金属基体的导热性和导电性为复合材料的应用提供了广泛的可能性，中间相沥青的使用使得材料的结合更加牢固。
三、中间相沥青基碳纤维金属基复合材料的制备技术3.1 碳纤维预处理在制备中间相沥青基碳纤维金属基复合材料之前，需要对碳纤维进行表面处理，以增强其与金属基体的结合力。
3.2 中间相沥青的应用选择合适的中间相沥青对于复合材料的性能具有重要意义，不同种类的沥青会对复合材料的性能产生不同的影响。
3.3 金属基体的制备在制备过程中，金属基体的制备工艺也是关键的一步，需要考虑金属的种类、形状和表面处理工艺等因素。
3.4 复合材料的成型将处理过的碳纤维与制备好的金属基体进行成型，形成中间相沥青基碳纤维金属基复合材料。
四、中间相沥青基碳纤维金属基复合材料的应用领域4.1 轻质结构材料由于复合材料具有轻质和高强度的特点，适用于飞机、汽车等领域的轻质结构材料。
4.2 热传导材料由于金属基体的导热性，中间相沥青基碳纤维金属基复合材料适用于热传导材料的制备。
4.3 耐蚀材料碳纤维和金属基体的耐蚀性能使得复合材料适用于化工设备和海洋工程等耐蚀材料的制备。
五、个人观点与总结中间相沥青基碳纤维金属基复合材料作为一种新型的复合材料，在材料工程领域具有重要的应用前景。
复合材料的研究和制备技术将对材料工程领域带来重大影响，同时也为推动材料工程领域的发展做出了重要贡献。
mpcf中间相沥青碳纤维基的热膨胀系数
mpcf中间相沥青碳纤维基的热膨胀系数：中间相碳纤维（MCF）是一种高性能碳纤维材料，具有高强度、高模量、低密度等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
关于MCF基的热膨胀系数，目前没有可直接参考的数据。
热膨胀系数是材料在温度升高时其尺寸发生改变的参数。
材料的热膨胀系数取决于其成分、微观结构和制备工艺等因素。
在碳纤维复合材料中，碳纤维和基体的热膨胀系数必须匹配，以确保复合材料的性能和可靠性。
对于MCF基的热膨胀系数，需要进行专门的实验测定。
测定热膨胀系数的常用方法有使用光学显微镜观察试样在加热过程中的尺寸变化、使用热机械分析仪（TMA）测量试样在温度升高时的机械性能变化等。
中间相沥青基碳纤维生产工艺
中间相沥青基碳纤维生产工艺嘿，朋友们，今天咱们聊聊一个看起来有点复杂但其实挺有趣的事情，那就是中间相沥青基碳纤维的生产工艺。
听上去是不是有点高大上？别担心，咱们就用轻松幽默的方式来搞定它，让你听完后也能感觉自己变得聪明了不少。
你得知道，中间相沥青这个东西就像是个神秘的调料，没它，咱们的碳纤维就无法成型。
想象一下，做饭的时候缺少了盐，那味道简直惨不忍睹。
这中间相沥青就是这个盐，给碳纤维的制造带来了一种独特的风味。
它是从石油中提炼出来的，听上去是不是有点科技感？不过，别被吓到，其实它的制造过程非常朴实无华。
先是把原材料放进一个大大的反应器里，就像在做汤，把各种成分搅拌在一起。
这个过程其实就像是给原料们打个“鸡血”，让它们兴奋起来，开始发生一系列化学反应。
之后，再加热，让这些原料变得更稠，就好像在炖一锅浓汤，越炖越香。
温度控制得当，才能让它们变成中间相沥青，哎呀，这个过程可是要时刻关注，不然就会变成“黑乎乎的一团”，那就麻烦了。
我们就进入了“纤维化”阶段。
这个阶段可不简单，要把中间相沥青转变为纤维。
想象一下，把一块黏糊糊的东西拉扯成细细的丝，听起来是不是有点挑战？这个过程就是把沥青加热，然后快速冷却，形成细长的纤维。
就像在玩捏面团，你得有技巧，才能把它捏得又细又长。
不然，真是费劲不讨好。
等这些细长的“丝”出来之后，我们还要进一步处理，别以为到此为止。
这时候的纤维还是比较脆弱的，咱们得给它们“健身”，让它们变得强壮。
这个环节就是将这些纤维进行高温处理，去掉多余的杂质。
就像是给纤维们做了个“排毒”，让它们焕然一新，强韧无比。
经过这番“洗礼”，它们终于变成了咱们所熟悉的碳纤维。
这时候，你可能会问，碳纤维有什么用呢？哦，朋友，这可就多了去了。
它们轻便、强度高，广泛应用于航空航天、汽车制造和运动器材。
想想看，能在高空飞行的飞机、快速跑动的赛车，甚至是你手里的高档自行车，里面都有它们的身影。
真是个万能的好东西，对吧？整个生产过程也是需要耗费不少精力的，得有专业的设备和技术人员，才能确保每一步都顺利进行。
沥青基碳纤维和pva碳纤维_概述说明以及解释
沥青基碳纤维和pva碳纤维概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文主要探讨了沥青基碳纤维和PVA碳纤维两种材料，并对它们的特性、应用以及制备方法和工艺进行了概述。
通过对比分析，我们将重点评估这两种碳纤维在材料特性、应用领域和结构与性能方面的差异。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行叙述。
首先是引言部分，对文章提出的问题做了概述；接下来是沥青基碳纤维一节，包括其简介、特性和应用，以及制备方法和工艺；然后是PVA碳纤维一节，同样包括其简介、特性和应用，以及制备方法和工艺；随后是比较分析部分，从材料特性对比、应用领域对比以及结构与性能对比三个方面进行评估；最后是结论部分，总结了沥青基碳纤维和PVA碳纤维各自的优缺点及应用前景，并展望了未来发展趋势。
1.3 目的本文的目的在于全面了解并比较沥青基碳纤维与PVA碳纤维这两种材料的特性和应用，探讨它们在不同领域的优劣势，促进碳纤维相关技术的发展与应用。
通过本文的研究，期望能够为选材、设计和制备工艺提供理论指导和实践基础，推动碳纤维行业的可持续发展。
2. 沥青基碳纤维2.1 简介沥青基碳纤维是一种由沥青和碳纤维相结合形成的复合材料。
它具有沥青和碳纤维的双重优势，并且广泛应用于各个领域。
2.2 特性和应用沥青基碳纤维具有以下几个显著特点：首先，沥青具有良好的柔韧性和抗剪强度。
通过与碳纤维相结合，可以增加复合材料的强度和刚度，使其在承受荷载时更加稳定。
其次，碳纤维是一种轻质但坚固耐用的材料。
它具有高强度、高模量以及优异的热稳定性。
这些特性使得沥青基碳纤维在航空航天、汽车制造和建筑等领域得到广泛应用。
此外，沥青基碳纤维还具有良好的电导性能，在电子设备、通信设施以及防雷领域有着重要作用。
2.3 制备方法和工艺制备沥青基碳纤维的常见方法包括：纺丝法、熔融法和湿法。
纺丝法是将沥青与碳纤维混合，然后通过旋转或喷射装置使其形成Spinline。
这种方法可以得到连续的碳纤维纱线。
25.原创 沥青基碳纤维性能与生产工艺基本原理
原创 | 沥青基碳纤维性能与生产工艺基本原理很高兴有这样一个平台与大家进行交流，我今天介绍一些有关沥青碳纤维的知识，供大家参考和交流。
提到沥青碳纤维，大家会想到什么呢？我想可能会有这样一些关键词：便宜！性能差！难！我的回答是：这些都对但又不完全完全正确！一般来说，通用级沥青碳纤维比较便宜，但高性能沥青碳纤维却很贵！通用级沥青碳纤维的性能较低，但高性能沥青碳纤维具有超高的模量。
当然，制备两类沥青碳纤维的难度都很高。
今天我想谈两个方面，一是沥青碳纤维的制备，另一个是沥青碳纤维的应用。
沥青碳纤维与PAN碳纤维有很多共同之处，这方面我就不多说了，前面几位老师已经讲得非常好了。
这里，我就谈谈沥青碳纤维与PAN碳纤维不同之处。
先说说沥青碳纤维的制备吧，要制备沥青碳纤维首先得要有沥青吧，问题就出来了，你一定会问用什么沥青？什么样的沥青适合制备碳纤维呢？这个问题就是沥青碳纤维的第一个难点，其实我也很难准确的告诉你能制备沥青碳纤维的沥青是什么样的！为什么呢？这是因为沥青是一种以稠环芳烃为主混合物，有一些组分是不溶的，所以很难准确地测出它的分子量、分子量分布，更难准确地表征其分子结构，这一点就与PAN不同了。
那么怎么办呢？我们得想一些选择沥青的标准吧！通常，能制备碳纤维的沥青要满足以下几个要求：1、合适的黏度，在纺丝条件下黏度一般在10pa.s以下，并且比较稳定，随温度的波动不能有太大的变化；2、能够拉丝；3、灰分、杂质含量低；4、适当的氧化活性。
在这几个条件中，前3个条件主要影响纺丝过程，决定了沥青是不是能制备出纤维，第4个条件对后处理过程有很大影响。
了解了对沥青的基本要求后，下一步我们就可以着手制备沥青了，第二个问题出现了，用什么原料制备沥青呢？通常用3类原料，煤系、石油系和纯化合物系。
前两个原料通常是煤化工、石油化工的副产物，如：煤焦油、石油渣油等，纯化合物主要是萘和甲基萘。
好了，原料有了，下一步就是制备方法了。
沥青基碳纤维电阻-概述说明以及解释
沥青基碳纤维电阻-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：沥青基碳纤维电阻是一种新型的电阻材料，在电子领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的发展和人们对高性能材料需求的增加，寻找一种具有优异电学性能和机械性能的电阻材料已经成为研究的热点。
沥青基碳纤维电阻作为一种新兴材料，具有独特的电阻特性以及其他材料所无法比拟的优势，因此备受关注。
本文在引言部分概括了文章的主要内容和结构，接下来将详细介绍沥青基碳纤维电阻的背景、性质以及未来的发展前景。
通过对沥青基碳纤维电阻的研究，可以为电子领域的新材料研发和应用提供重要的参考和借鉴。
文章的正文部分将首先介绍沥青基碳纤维电阻的背景，包括其研究背景以及相关领域的发展情况。
随后，对沥青基碳纤维电阻的性质进行详细的介绍，包括其电学性质和机械性质。
通过对这些性质的分析和研究，可以更好地认识和理解沥青基碳纤维电阻的特点和优势。
在结论部分，对文章的研究结果进行总结，并对未来研究的展望进行探讨。
通过总结和探讨，可以深入了解沥青基碳纤维电阻的研究现状和发展趋势，同时也为后续的研究提供了方向和启示。
本文旨在系统地介绍沥青基碳纤维电阻的特性和应用前景，为相关领域的研究和应用提供科学的依据和指导。
通过对沥青基碳纤维电阻的深入研究，有望为电子领域的新材料研发和应用做出贡献。
希望本文能够对读者在相关领域的研究和应用中提供有益的参考和帮助。
1.2 文章结构本文将以如下结构进行叙述和探讨沥青基碳纤维电阻的相关内容：1. 引言：在这一部分中，将对本文所涉及的主题进行概述，并介绍文章的结构和目的。
2. 正文：该部分将分为两个小节，分别是背景介绍和沥青基碳纤维电阻的性质。
2.1 背景介绍：在此小节中，将对沥青基碳纤维电阻的背景和相关研究进行介绍。
包括沥青作为一种常见的道路材料和碳纤维作为一种新型的增强材料的特点和应用领域。
2.2 沥青基碳纤维电阻的性质：该小节将详细探讨沥青基碳纤维电阻的性质和特点。
沥青基碳纤维性能与生产工艺基本原理
沥青基碳纤维性能与生产工艺基本原理北京化工大学----迟伟东提到沥青碳纤维，大家会想到什么呢？我想可能会有这样一些关键词：便宜！性能差！难！我的回答是：这些都对但又不完全完全正确！一般来说，通用级沥青碳纤维比较便宜，但高性能沥青碳纤维却很贵！通用级沥青碳纤维的性能较低，但高性能沥青碳纤维具有超高的模量。
当然，制备两类沥青碳纤维的难度都很高。
今天我想谈两个方面，一是沥青碳纤维的制备，另一个是沥青碳纤维的应用。
先说说沥青碳纤维的制备吧，要制备沥青碳纤维首先得要有沥青吧，问题就出来了，你一定会问用什么沥青？什么样的沥青适合制备碳纤维呢？这个问题就是沥青碳纤维的第一个难点，其实我也很难准确的告诉你能制备沥青碳纤维的沥青是什么样的！为什么呢？这是因为沥青是一种以稠环芳烃为主混合物，有一些组分是不溶的，所以很难准确地测出它的分子量、分子量分布，更难准确地表征其分子结构，这一点就与PAN不同了。
那么怎么办呢？我们得想一些选择沥青的标准吧！通常，能制备碳纤维的沥青要满足以下几个要求：1、合适的黏度，在纺丝条件下黏度一般在10pa.s以下，并且比较稳定，随温度的波动不能有太大的变化；2、能够拉丝；3、灰分、杂质含量低；4、适当的氧化活性。
在这几个条件中，前3个条件主要影响纺丝过程，决定了沥青是不是能制备出纤维，第4个条件对后处理过程有很大影响。
了解了对沥青的基本要求后，下一步我们就可以着手制备沥青了，第二个问题出现了，用什么原料制备沥青呢？通常用3类原料，煤系、石油系和纯化合物系。
前两个原料通常是煤化工、石油化工的副产物，如：煤焦油、石油渣油等，纯化合物主要是萘和甲基萘。
好了，原料有了，下一步就是制备方法了。
沥青的制备的方法也与原料有关，不是所有原料都可以用一种方法的，以煤系和石油系为原料，通常采用热缩聚的方法，有时也会结合溶剂萃取工艺，有时也有采会用加氢工艺。
而以萘和甲基萘为原料主要采用催化法。
下面给大家看看制备沥青的几个工艺流程图：这是热缩聚工艺制备中间相沥青的工艺。
沥青基碳纤维项目可行性研究报告
沥青基碳纤维项目可行性研究报告一、项目背景碳纤维是一种轻、高强度、高模量、耐腐蚀的材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
目前市场上主要以石油基碳纤维为主，然而其生产过程中产生大量的二氧化碳排放，对环境产生严重影响。
因此研发一种环保型的碳纤维是迫切需要解决的问题。
二、项目目标本项目旨在开发一种以人工石油沥青为基料的碳纤维生产工艺，实现碳纤维的环保生产。
三、市场分析目前，碳纤维的市场需求呈逐年增长的趋势。
主要应用于航空、航天、汽车、体育用品等领域，其中汽车领域的应用潜力巨大。
而传统的石油基碳纤维生产过程中产生的二氧化碳排放已引起广泛关注，对碳纤维行业的可持续发展提出了挑战。
因此，环保型的碳纤维有望在市场上取得良好的竞争优势。
四、技术路线本项目将采用人工石油沥青为基料，通过特定工艺将其转化为碳纤维。
具体的技术路线包括：原料筛选、预处理、纤维生长、碳化处理和后续加工等环节。
五、成本分析六、环保效益与传统的石油基碳纤维生产方式相比，本项目采用的人工石油沥青基材料更环保，减少了二氧化碳的排放。
由于碳纤维在使用过程中能够提高产品的使用寿命，减少废弃物的产生，也为环保作出了积极贡献。
七、经济效益根据市场需求和成本分析，预计本项目的年销售收入约为8000万元，净利润率约为15%。
考虑到市场潜力和竞争优势，项目运营过程中的经济效益将会进一步提升。
八、风险分析1.技术风险：由于人工石油沥青基碳纤维生产工艺的创新性，存在一定的技术风险。
解决技术问题需要投入大量的时间和资金。
2.市场风险：碳纤维市场需求受到宏观经济环境、政策因素和竞争压力等多种因素的影响，存在一定的市场风险。
3.成本风险：原材料价格波动、能源价格上涨等因素可能对项目运营造成一定影响，增加了成本风险。
九、可行性分析1.技术方面：通过对碳纤维生产工艺的研究和优化，人工石油沥青基碳纤维生产工艺有望得到成熟并实现工业化生产。
2.市场方面：碳纤维市场需求旺盛，环保型碳纤维有望在市场上取得较好竞争地位。
沥青基碳纤维熔融纺丝工艺及纺丝组件
沥青基碳纤维熔融纺丝工艺及纺丝组件的学习心得沥青基碳纤维的纺丝方法以熔融纺丝为主，但因为沥青不同于其他高聚物的特性，如温度敏感、剪切变稀、组分复杂以及原丝强度低等原因，纺丝时难以稳定得到丝径较细的原丝。
而沥青基碳纤维原丝的发展趋势是细旦化长丝，这需要优化纺丝工艺和纺丝组件。
下面是近一段时间通过资料和试验的学习摘录和心得。
1,检测表明，国产原丝和碳纤维所含碱、碱土金属和铁的含量比国外大得多。
它们的存在不仅影响聚合和纺丝的稳定性，而且在高温碳化过程中逸走而残留下孔隙，所以，聚合所用原料要纯，纺丝空间应洁净化，所用设备应耐腐蚀。
纺用沥青热熔体的过滤是避免固形物堵塞喷孔、防止断丝的必要措施。
固形物包括沥青中残留的少量游离碳、机械杂质和热聚反应中形成的不溶于喹啉等强溶剂的不溶物等，用烛形过滤器等设备或在纺丝箱中加入金属过滤网和纤维过滤层，都能达到滤去杂质的目的。
以海沙作过滤层是经济、方便的高效过滤方法，不仅提高了纺丝的稳定性并使纺得的纤维质量有明显改善。
2,纺程加热法(SLH )对丝束施以热, 如东洋纺丝通过在喷丝板下约30cm处设置温度为200℃、长2m 的加热板，加热装置可以是热管、热板和热盘。
我们现在纺丝时通过加装红外灯给喷丝板加热对纺丝连续性和稳定性效果显著，但红外灯热量恒定无法调节，一方面受环境和人为影响，另一方面不能定量参考，局限性大。
3,对于所有的高速纺丝过程，都希望能够有效地降低空气摩擦阻力，尽可能减少损伤初生丝。
基于这种考虑，德国Lurgi 公司于1977-1979年问成功地开发了“喷管纺丝工艺”。
在冷却甬道下部装有带压缩空气喷嘴的喷管，而上油装置则置于卷绕机上。
丝束通过喷管吸送至卷绕间。
生头完毕，即关闭压缩空气，此时喷管只起导丝作用。
采用该工艺，摩擦阻力最小。
丝束不会受到损伤。
吹风速度可与不同纤度、不同根数的初生丝的冷却要求相适应，因而在一定程度上可优化丝的结晶度和取向度同时，丝在冷却甬道内的扰动极小。
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沥青基碳纤维的制备及研究发展摘要：本文主要对沥青基碳纤维的制备过程及其原料要求等进行了概括，重点介绍了制备过程中各个步骤所使用的一些技术及相应的原理。
在此基础上对碳纤维的应用领域及工业化过程中主要存在的问题进行了叙述，最后对沥青基碳纤维的市场前景进行了简单的介绍。
关键词：沥青基碳纤维、特性、制备过程、应用AbstractThis paper mainly focused on the preparation process of pitch-based carbon fibers and it’s material requirements, especially described the some technology and relevant principles at each step. Based on this, I talked about the application fields of carbon fibers and the main problems in the industrialization finally summarized the carbon fibers’ prospect.Key words: Pitch-based carbon fibers, Characteristics, Preparation process, Application 1引言沥青基碳纤维是一种以石油沥青或煤沥青为原料，经沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于92％的特种纤维。
因其具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电与导热等优良性能，是航空航天工业中不可缺少的工程材料，另在交通、机械、体育娱乐、休闲用品、医疗卫生和土木建筑方面也有广泛应用，是一种属于军民两用的高技术纤维［1］。
2 碳纤维发展碳纤维是由碳原子为主要元素组成的一种纤维状物质,它既具有炭素材料的固有本性,又具有金属材料的导电和导热性,陶瓷材料的耐热和耐蚀性, 纺织纤维的柔软和可编织性, 以及高分子材料的轻质、易加工性能,是一材多能和一材多用的功能材料和结构材料,其应用范围十分广泛。
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,它们既可作为结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用,因而近年来发展十分迅速。
碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。
它比重不到钢的1/4，但强度却非常强。
而且其耐蚀性出类拔萃，是新一代增强纤维。
碳纤维广泛用于民用、军用、建筑、航天以及超级跑车领域。
由于碳纤维是军民两用新材料，属于技术密集型和政治敏感的关键材料。
2005年，全球碳纤维市场仅为9亿美元，而2013年可望达到或超过100亿美元，预计到2022年有望达到400亿美元，碳纤维复合材料的应用也将进入全新的时代。
据《中国碳纤维行业深度调研与投资战略规划分析报告》数据显示我国是碳纤维需求大国，2011年我国碳纤维市场规模达到6811.22吨，然而，受供应不足的影响，近年来国内碳纤维市场发展相对较为缓慢，预计未来几年，随着供应量的提升以及宏观经济的整体向好，我国碳纤维行业的需求量也将保持着较快速度的增长。
不过，国产碳纤维落后的技术却成为制约着我国碳纤维行业健康稳健发展的“拦路虎”。
当前，全球碳纤维核心技术被牢牢掌控在少数发达国家手中。
一方面，以美日为首的发达国家始终保持着对中国碳纤维行业严格的技术封锁;另一方面，近年来国外碳纤维行业领先企业开始进入中国市场，中国本土碳纤维企业的压力大增。
虽然我国政府加大了对我国碳纤维行业本土企业的引导和扶持力度，但在较大的技术差距下，国产碳纤维企业的突围之路仍然坎坷。
技术的落后直接导致我国碳纤维产品质量与进口产品之间的明显差距，也极大地限制了国产碳纤维产品在高端领域的应用。
前瞻网数据显示，目前我国碳纤维产品在应用上集中于低端领域，在碳纤维质量要求较高的航空航天领域的应用比例仅为3%，远远没达到国际上碳纤维行业在航空航天领域应用占比的平均水平;而在质量要求相对较低的运动休闲用品领域，碳纤维的应用比例却高达80%左右，四倍于国际上碳纤维在运动休闲用品领域应用的平均水平。
2.1碳纤维的性能及分类碳纤维具有和碳类似的化学性质，在空中当达到400℃左右时会发生氧化反应生成CO2或者CO，但是当隔绝氧气后，使用温度可达到2000℃左右，并且温度越高，纤维强度越大。
这些特点使得碳纤维具有以下优良的特性：①比重轻、密度小；超高强力与模量；纤维细而柔软；耐磨、耐疲劳、减振吸能等物理机械性能优异；②耐酸碱和盐腐蚀，可形成多孔、表面活性、吸附性强的活性碳纤维；③热膨胀系数小，导热率高，不出现蓄能和过热；高温下尺寸稳定性好，不燃；导电性、X射线透过性及电磁波遮蔽性良好；④具有润滑性，在熔融金属中不沾熔，可使其复合材料磨损率降低；⑤生物相容性好，生理适应性强。
根据其性质的不同又可将碳纤维分为碳纤维有高强型(HT)、通用型(GP)、高模型(HM)、高强高模型(HP)等多种规格，其性能指标见表2：表2 碳纤维的规格与性能碳纤维按原丝种类可分为聚丙烯腈基、沥青基、粘胶基及酚醛基等。
沥青基碳纤维为各向同性型，其在结构上存在着不均匀性。
既存在着有序排列程度较高的晶区，又存在着有序程度较低的非晶区。
晶区由无规取向的片状微晶组成，微晶之间相互缠绕，并通过分叉形成网状结构。
由发展不充分的微晶或无定形碳组成的非晶区镶嵌在微晶之间的“网眼”中。
下图为各向同性沥青基碳纤维的微观结构示意图1所示[2]：图1 各向同性沥青基碳纤维的微观结构示意图2.2 沥青基碳纤维及发展沥青基碳纤维是一种以石油沥青或煤沥青为原料，经沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大干92％的特种纤维。
因其具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电与导热等优良性能，是航空航天工业中不可缺少的工程材料，另在交通、机械、体育娱乐、休闲用品、医疗卫生和土木建筑方面也有广泛应用，是种属于军民两用的高技术纤维。
制备活性碳纤维的原料主要有酚醛纤维、粘胶纤维、聚丙烯睛纤维、沥青纤维等, 无论使用哪种原料,在制造过程中,都要经过碳化和活化两个阶段,而活化条件对活性碳纤维的性能影响很大在同样的活化条件下,由粘胶纤维制得的活性碳纤维比表面积大,吸附性能好,但制成率低聚丙烯睛纤维制得的活性碳纤维制成率高,但比表面积小,吸附性能差而沥青纤维制得的活性碳纤维制成率高,比表面积大,吸附性能好,因此用沥青纤维作原料是降低活性碳纤维成本的一条有效途。
沥青基碳纤维的研究开发始干20世纪50年代末期，60年代初由日本群马大学研制成功，60年代末在日本吴羽化学公司实现工业化生产，生产规模为120吨／年，目前该公司沥青基碳纤维的生产能力已经发展到900吨／年。
美国联合碳化物公司于1 970年也成功开发出了以石油沥青为原料的沥青基碳纤维，并于1975年通过PILOT试验，1982年开始投入工业化生产，其生产规模已经达到230吨／年。
日本三菱化学公司于1998年10月又投产了一条200吨／年的沥青基碳纤维生产线，使该公司的沥青基碳纤维的生产能力达到了500吨／年。
日本石墨纤维公司继承了日本制铁和日本石油两大公司的技术实力，于1995年合资成立了“Granoc”沥青碳纤维公司，积极开展沥青基碳纤维的应用研究，不仅提高了产品性能，而且开发了很多新品种，如低模量型、中模量型、航空航天级产品等。
我国对沥青基碳纤维的研制已有30年的历史，目前国内共有3套百吨级通用型沥青基碳纤维生产线，总生产能力为400～500吨／年。
3沥青基碳纤维的制备及工艺沥青的熔纺与一般的高分子不同，它们在极短的时间内固化后就不能再进行牵伸，得到的沥青纤维十分脆弱，因此，在纺丝时就要求能纺成直径在l5 m以下的低纤度纤维，以提高最终碳纤维的强度。
碳纤维的纺丝方法主要有挤压法、离心法、熔吹法、涡流法。
挤压法是用高压泵将熔化的高温液体沥青压入喷丝头，挤出成细丝；离心法是将熔化的高温沥青液体在高速旋转的离心转鼓内通过离心力作用被甩出立即凝固成纤维丝；熔吹法是将熔化的高温沥青液体送到喷丝头内，沥青液体从小孔压出后立即被高速流动的气体冷却和携带牵伸成纤维丝；涡流法是将高温液体沥青由热气流在其流出的切线方向吹出并被牵伸，所纺出的纤维具有不规则的卷曲。
通用型沥青基碳纤维一般只能做复合材料增强剂、吸附剂、文体用品等，因此对沥青的预处理没有太高的要求。
通用型沥青基碳纤维的制造方法为：先将石油沥青进行调制处理、熔融纺丝，再进行不熔化处理和碳化处理即得碳纤维质、组成来确定。
对氮、氧、硫含量较高的原料需进行预处理，对组份轻的原料要进行改质，使其缩聚。
热聚合工序是生产中间相沥青的关键工序，其工艺条件是研究的重点。
以中间相沥青为原料制备沥青基碳纤维的方法为：中间相沥青经熔融纺丝制成沥青纤维，沥青纤维进行不熔化处理制成不熔化沥青纤维，不熔化沥青纤维经碳化和石墨化制成高性能沥青基碳纤维。
由于通用型碳纤维的研究比较多，并且应用更广，所以下面就主要介绍一下通用型沥青基碳纤维制备过程。
3.1 沥青的精制沥青中，特别是煤焦油沥青中常含有游离炭和固体杂质，它们在纺丝过程中可能堵塞纺丝孔，细小颗粒残留在纤维中则是碳纤维的断裂源。
为此，必须对沥青进行精制，以除去这些不容物杂质。
通常采取的方法是在沥青中加入一定量的溶剂，并将沥青加热到100℃以上，用不锈钢网或耐热玻璃纤维等进行过滤；在热过滤过程中，还必须用一定的氮气进行保护，防止过滤时沥青的氧化。
3.2 沥青的调制沥青调制的目的一是除去沥青中的轻组份，防止在纺丝过程中产生气泡，造成丝的断裂；二是提高软化点，使分子量分布均匀。
调制是通过沥青的热缩聚、加氢预处理、溶剂萃取的方法制取可纺沥青。
3.3沥青纤维的预氧化及碳化处理沥青纤维必须通过炭化，充分除去其中非碳原子，最终发展碳元素所固有的特性；但由于沥青的可溶性和粘性，在刚开始加温时就会粘合在一起，而不能形成单丝的碳纤维，所以必须先进行碳纤维的预氧化处理。
另预氧化还可以提高沥青纤维的力学性能，增加炭化前的抗拉强度。
预氧化有气相法和液相法两种，气相法氧化剂通常采用空气、NO，、SO 、臭氧和富氧气体等；液相法氧化剂采用硝酸硫酸、高锰酸钾和过氧化氢等溶液。
氧化温度一般在200℃～400℃下进行，在氧化过程中，要求纤维氧化均匀，不应形成中心过低，边缘过高的皮芯结构。
不熔化后沥青纤维应送到惰性气氛中进行炭化或石墨化处理，以提高最终力学性能。
炭化是指在l200℃左右进行处理，而石墨化则是在接近3000℃的条件下进行。