碳纤维
复材0902班 林晓光 16号
碳纤维（carbon fibre），顾名思义，它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，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中，时间已过去30多年，它至今仍保持纤维形态
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。1994年至2002年左右，随着从短纤碳纤维到长纤碳纤维的学术研究，使用碳纤维制作发 热材料的技术和产品也逐渐进入军用和民用领域。现在国内已经有使用长纤碳纤维制作国家电网电缆的使用案例多处。同时，碳纤维发热产品，碳纤维采暖产品，碳纤维远红外理疗产品也越来越多的走入寻常百姓家庭。
碳纤维增强材料的表面物理化学特点：
1. 表面积：
碳纤维的表面积通常是用Brunauer—Emett-Teller(BET)公式计算氮或氪在77K的吸附而得到的。它取决于原材料的本质、热处理温度和对碳纤维进行的表面处理的本质。PAN基碳纤维通常具有均匀的横截面和光滑的表面，因此与具有不规则横截面和粗糙表面的粘胶基碳纤维相比，表面积较小。在较低温度下制备的碳纤维(II型和1Ii型)具有有属性差的结构，并含有大量微孔，因此表面积大。当热处理温度升高时，能消除大部分孔隙，而且减小了通向表面的孔隙率，因此表面积减小。
2.多孔结构：
在碳纤维中存在着孔隙。现在确认碳纤维是由石墨层面以不完善堆砌的微纤柬构成的。这种不完善的堆砌使得微纤束之间产生空间，从而形成了孔隙或空穴。这类孔隙在所有的碳纤维中都有，但具体数量有差别。低温处理的碳纤维通常具有小而多的孔隙，它分布于整个碳化材料中；当碳纤维在较高的温度下热处理时，孔隙变大而数量减少。孔隙一般呈针形，其直径为1～2nm。多孔结构和纤维形态与热处理温度有关。高温碳纤维表现出有高的密度翻低的吸湿量，表明其固有孔隙率较低。低温碳纤维起先有较低的密度和较高的吸湿性，但随着热处理温度升高，密度增高，吸湿能力降低，表明微孔隙逐渐闭合。
目录
1.碳纤维概述.......................................................................................................... 2
1.1碳纤维性质................................................................................................ 2
1.2.碳纤维主要用途........................................................................................ 3
2.国际碳纤维产业分析.......................................................................................... 6
2.1.全球产能状况............................................................................................ 6
2.2.全球需求.................................................................................................... 7
3.碳纤维生产工艺技术.......................................................................................... 9
3.1.PAN基碳纤维 ........................................................................................... 9
1．定义
碳纤维是纤维状的碳素材料， 含碳量在90%以上。其中含碳量高于99％的称石墨纤维。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。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。
1971年，TORAY成了世界上第一人制造商，从事PAN基碳纤维的人型工业化生产，并将其产品命名为“TORAYCA”，是TORAY碳纤维的缩写。目前，TORAY是全球生产和营销碳纤维的领导者。
对于碳纤维的生产工艺，当生产PAN基碳纤维的时候，被称为“母体”的聚丙烯腈纤维首先要通过聚合和纺纱工艺加工聚丙烯腈而成。然后，将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。另外，还要在碳化炉中，在温度为1000到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。除了常规类型的细碳纤维之外，PAN基碳纤维还包括粗纤维，被称为“人丝束类型碳纤维”，这种粗纤维的生产成本比较低。
2．碳纤维的产品形式及制造工艺
碳纤维有四种产品形式：纤维，布料，预浸料坯，和切短纤维。布料指的是由碳纤维制成的织品。预浸料坯是一种产品，是将碳纤维按照一个方向一致排列，并将碳纤维或布料刚树脂浸泡使其转化成片状。切短纤维指的是短丝。
按照不同的配比，这些产品和树脂一起应用将形成碳纤维强化塑料(CFRP)。
将树脂附在纤维上可以制成压力容器和轧滚，将它们缠绕在一个芯儿上，然后进行塑化或硬化处理。这种方法被称为“缠绕成型法”。
将布料放入一个模型中，然后刚树脂浸泡，可以川米生产卡=乍和划艇的车身部分。这就是所说的“树脂转注成型法(RTM)”。
飞机元件的制造是通过在高压釜中给预浸料坯加热，加压和塑化成型而成的。将预浸料坯缠绕在一个芯儿上，然后将其加热和塑化，这就是所说的“薄片缠绕法”，用这种方法可以用来制成高尔夫球棒利钓鱼杆。短丝与树脂混合可以形成混合物，经过加工后可以生产山机器元件和其它产品。
复合材料基础
姓名：梁雨
专业：化学
学号：2014122
碳纤维复合材料
碳纤维是由碳元素组成的一种高性能增强纤维。不仅强度高，密度小，并且具有低热膨胀、高导热、耐磨、耐高位等优异性能，是一种很有发展前景的高性能纤。这些优异的性能使得人们对它的重视到了一个很高的高度。那么接下来我就来介绍一下有关碳纤维复合材料在各方面的的一些知识。
一、碳纤维复合材料发展史
碳纤维复合材料的发展史应包含碳纤维的发展史何其复合材料应用史。碳纤维是碳材料的一种新形式。我们已经知道碳材料结构由四种类型，一是无定形碳、而是石墨、三是金刚石、四是白碳。碳纤维含碳99%以上，主要是石墨和无定形碳，纤维形状是一种新的应用形式。1880年人类制造了第一批电灯泡，那是电灯泡的灯丝就是当时人类研制的第一批碳纤维，直到1901年发明钨丝后才不用它做灯丝了。到1950年美国空军材料研究所由于军工的需求，加紧对碳纤维研究，1959年由联合碳化合物公司实现了高强碳纤维的生产工艺。与此同时，1962年日本旭炭公司在远藤教授研究的基础上实现以聚丙腈纤维为原料，经过预氧化（不熔化）、1300℃以上高温炭化而得到有实用价值的通用碳纤维的工业生产线。1970年以后东丽公司、东邦公司相继参加聚丙烯腈基碳纤维的生产开发，形成2吨╱年的规模。1978年产量达1000t。20世纪80年代后期批量生产的M30、M60、T1000等石墨化程度更高的碳纤维。随后碳纤维在全世界需求量随年逐增
中国碳纤维的发展
我国从1968年开始研究碳纤维，很快研究出碳纤维1#，相当于T200的水平，1976年建成中试线，那是与日本东丽公司的差距为5年。后来碳纤维2#的研究久攻不下。差距已拉大20多年，无竞争可言。同时由于发达国家对我国几十年的技术封锁，至今没能实现大规模工业化生产，工业及民用领域的需求长时间依赖进口，严重影响了我国高技术的发展，尤其制约了航天及国防军工事业的发展，与我国经济社会发展的进程极不相称。所以，研究生产高性能、高质量的碳纤维，以满足军工和民用产品的需求，扭转大量口的局面，是当前我国碳纤维工业发展的迫切任务。 国外碳纤维的发展
