我們所說的碳纖維事實(shí)上全名叫做碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP ),碳纖維的應(yīng)用已經(jīng)在我們的生活中不難見到,應(yīng)用方面也較廣泛,醫(yī)療、航空、生活用品等,然而應(yīng)用廣泛,卻不泛濫,我想很大一部分原因可能就是太貴。然而碳纖維本身是不貴的,價(jià)錢高是因?yàn)槭褂锰祭w維增強(qiáng)復(fù)合材料加工成的碳纖維制品很貴,材料成本和工藝成本高。
碳纖維屬于聚合物,通過各種加熱步驟使其成為一個(gè)長串的碳原子。這些細(xì)長的碳絲的直徑一般為5-10微米,比普通頭發(fā)絲還要細(xì)上10-20倍。然后把這些細(xì)長的碳絲匯聚在一起形成帶狀或者絲束以備使用。如今世界上碳纖維技術(shù)最好的是日本和美國,日本是世紀(jì)上碳纖維生產(chǎn)最大的國家,碳纖維產(chǎn)能占世界一半,1880年愛迪生發(fā)明了碳纖維,經(jīng)過100多年的發(fā)展,單根碳纖維絲的強(qiáng)度和剛性實(shí)際上也是可以細(xì)化的,通過更細(xì)化的加工,進(jìn)一步讓每一根碳絲更光滑,更細(xì),增加整個(gè)絲束的剛性。
碳纖維絲束本身幾乎并沒有什么作用,只有將之與其他材料混合后才能有不同功用。完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含先從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中制得丙烯,并經(jīng)氨氧化后得到丙烯腈;丙烯腈經(jīng)聚合和紡絲之后得到聚丙烯腈原絲;再經(jīng)過預(yù)氧化、低溫和高溫碳化后得到碳纖維;碳纖維可制成碳纖維織物和碳纖維預(yù)浸料;碳纖維與樹脂、陶瓷等材料結(jié)合,可形成碳纖維復(fù)合材料,最后由各種成型工藝得到下游應(yīng)用需要的最終產(chǎn)品。