碳纖維的研究應用進展
碳纖維是先進復合材料中重要的增強材料,各國對發展碳纖維都給予了高度重視。國外碳纖維在經歷了90年代初期的相對穩定后,進入了一個發展的新階段,其發展特點可歸納為以下四個方面:
(1)碳纖維進入高速發展的新時期
80年代,上碳纖維的年增長率約為29。90年代初,隨冷戰的結束和軍費開支的削減,碳纖維的需求量一度受到嚴重影響。近年來,碳纖維需求量又不斷增加。國外預測,在今后幾年內,碳纖維的需求量隨新應用領域的開發將會成倍增長。因此,國外碳纖維主要生產公司都紛紛建立新的生產線,以擴大其生產能力。
(2)t-700將取代t-300成為主要的碳纖維品種
日本東麗公司是上研制生產碳纖維有代表性的公司。東麗公司過去生產的t-300是應用得廣泛的代表性碳纖維,已廣泛應用于航空航天工業。但t-300將逐步被t-7oos所取代。東麗公司目前重點開發t-700s和m3os碳纖維。t-7oos和m30s都是不打捻碳纖維,屬高強中模型,它們有較好的分散性,加工性能也較好。這兩種碳纖維都有較高的效費比。
(3)碳纖維價格大幅度降低
碳纖維價格是制約碳纖維發展的主要因素。上碳纖維生產公司都在致力于降低碳纖維價格。美國巖石山研究所(rocky mountain institute)對汽車工業應用的碳纖維作了研究分析,結論是:“當碳纖維價格降至每千克16.5美元以下時,碳纖維與鋼材相比就有競爭性了”。
美國卓爾泰克(zoltek)公司碳纖維的售價是當前上便宜的。卓爾泰克(zoltek)公司還在進一步努力,它的目標是到2000年把碳纖維價格降到每千克約11美元。美國卓爾泰克(zoltek)公司降低碳纖維價格的主要措施是降低碳纖維用的原絲成本,該公司已經掌握了用一般紡織用的丙烯腈原絲來生產碳纖維的技術,這為廣泛應用碳纖維創造了條件,也為高速發展碳纖維奠定了基礎。
(4)新的應用范圍不斷開辟
國外預測碳纖維除了在航空航天以及體育用品進一步應用外,在近年內還將擴大開辟新的應用領域,包括土木建筑、交通運輸、汽車、能源等領域將會大規模采用工業級的碳纖維。國外預測認為雖然目前宇航級的碳纖維多于一般工業用碳纖維,但1999年以后,一般工業用的碳纖維就會超過宇航級碳纖維,1997~2000年,宇航級碳纖維的年增長率估計是31,而工業用碳纖維增長率估計會達到130。










































