碳纖維的發(fā)展趨勢(shì)
目前世界各國發(fā)展的主要是PAN 基碳纖維和瀝青基碳纖維,。國外PAN基碳纖維的研究與開發(fā)開始于20世紀(jì)60 年代,。起初，碳纖維主要用于軍工和宇航,，經(jīng)過40余年的發(fā)展,，其應(yīng)用領(lǐng)域正在向工業(yè)領(lǐng)域和普通民用領(lǐng)域擴(kuò)大［1］。世界PAN 基碳纖維生產(chǎn)廠商主要有日本Toray（東麗）,、Toho（東邦）,、Mitsubishi Rayon（三菱人造絲），美國Hexcel（赫克塞爾）,、Amoco（阿莫科）和Zoltek（卓爾泰克）等公司,。瀝青基碳纖維主要生產(chǎn)廠商有日本Mitsubishi Chem（三菱化學(xué)）、Kureha （吳羽）,、Donac與美國Amoco 公司,。
碳纖維是纖維狀的碳素材料， 含碳量在90%以上,。它是利用各種有機(jī)纖維在惰性氣體中,、 高溫狀態(tài)下碳化而制得。碳纖維具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能,， 是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度和最高的比模量的纖維,，特別是在2000℃以上的高溫惰性環(huán)境中，碳材料是唯一強(qiáng)度不下降的物質(zhì),，是其他主要結(jié)構(gòu)材料（金屬及其合金）所無法比擬的,。 除了優(yōu)異的力學(xué)性能外，碳纖維還兼具其他多種優(yōu)良性能,， 如低密度,、 耐高溫、 耐腐蝕,、 耐摩擦,、 抗疲勞、震動(dòng)衰減性高,、 電及熱傳導(dǎo)性高,、熱膨脹系數(shù)低,、光穿透性高，非磁體但有電磁屏蔽性等,。
作為高性能纖維的一種,， 碳纖維既有碳材料的固有特性， 又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,，是先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)材料,，已在軍事及民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用，從航天,、航空,、汽車、電子,、機(jī)械,、化工、輕紡等民用工業(yè)到運(yùn)動(dòng)器材和休閑用品等,。因此,，碳纖維被認(rèn)為是高科技領(lǐng)域中新型工業(yè)材料的典型代表，為世人所矚目,。 碳纖維產(chǎn)業(yè)在發(fā)達(dá)國家支柱產(chǎn)業(yè)升級(jí)乃至國民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)提高方面,， 發(fā)揮著非常重要的作用,，對(duì)我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和傳統(tǒng)材料的更新?lián)Q代也有重要意義,，對(duì)國防軍工和國民經(jīng)濟(jì)有舉足輕重的影響。
1998碳纖維會(huì)議的議題聚焦在碳纖維對(duì)發(fā)展復(fù)合材料的重要作用以及當(dāng)今碳纖維市場(chǎng)的預(yù)測(cè),。會(huì)議認(rèn)為當(dāng)前世界碳纖維市場(chǎng)反映為供貨嚴(yán)重不足以及對(duì)碳纖維需求量的高速增長(zhǎng),。有些專家預(yù)測(cè)，到2000年世界所有碳纖維的市場(chǎng)可以達(dá)到1億磅(約4.5萬噸),。據(jù)一些保守的估計(jì)年增長(zhǎng)率為10%～17%,，到2003年將達(dá)到2.25萬噸～2.7萬噸。根據(jù)先進(jìn)復(fù)合材料供應(yīng)者協(xié)會(huì)（簡(jiǎn)稱SACMA）所公布的統(tǒng)計(jì),，1996年該協(xié)會(huì)會(huì)員出售的碳纖維約為9365噸,，價(jià)值48924萬美元，主要包括在北美,、西歐和遠(yuǎn)東的應(yīng)用;1997年增至11762噸,，價(jià)值62141萬美元。1992～1997年出售的碳纖維數(shù)量和產(chǎn)值詳見表1,。當(dāng)前,，碳纖維的市場(chǎng)需求量約為每年1.2萬噸。日本東麗公司認(rèn)為,，到2005年聚丙烯腈基碳纖維 的需求量約為2.1萬噸,，其中宇航用聚丙烯腈基碳纖維2349噸,、體育用品4866噸、工業(yè)用品13758噸,。
