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碳纖維:新材料之王

碳纖維是一種具有強度高、重量輕的材料,被廣泛應用于航空航天設備和高檔體育用品。然而,由于價格昂貴,碳纖維的大規模應用受到限制。盡管如此,碳纖維仍然被譽為“新材料之王”,因其出色的性能和優秀的化學穩定性而備受贊譽。

碳纖維的起源可以追溯到1860年,當時英國的斯萬爵士在制作電燈燈絲時發明了碳纖維的原型,用以替代鉑絲。直到1892年,愛迪生發明了商業化的碳纖維。根據原絲種類的不同,碳纖維可以分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維三大類。目前,聚丙烯腈(PAN)基碳纖維是市場份額最大的一種碳纖維,占據了市場90%以上的份額。

碳纖維具有細、輕、強、工藝復雜和昂貴的特點。單纖維直徑為5-8微米,密度只有鋼的五分之一,重量遠低于普通材料。碳纖維的強度非常高,一束標準12K碳纖維可以承受130公斤的重量。此外,碳纖維具有很強的耐高溫性能,可在3000攝氏度下保持穩定。

在碳纖維的發展過程中,我國曾面臨技術壁壘高、進口困難等問題,直到2001年,我國才實現了系列碳纖維的國產化。近年來,我國在碳纖維領域取得了一系列的成就,包括國產化系列碳纖維和建立研究研制平臺等。去年8月15日,中國石化上海石化公司宣布完成了我國首套大絲束碳纖維生產線的安裝,為國產碳纖維產業的高質量發展奠定了基礎。

未來,我國碳纖維產業仍面臨著降低成本、擴大應用領域和實現技術突破等挑戰。降低成本、提高效率是關鍵,同時需要推動碳纖維在航天航空、汽車和體育等領域的廣泛應用。創新發展是必不可少的,特別是在原材料和生產技術方面的創新。

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