碳纖維最早由美國聯(lián)合碳化物公司和美國空軍材料實驗室于1959年投產(chǎn),原絲采用粘膠纖維,。1962年,,日本碳公司進行了通用級聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)。1971年,,日本東麗公司的高性能聚丙烯腈基碳纖維投產(chǎn),。瀝青基碳纖維是日本吳羽化學工業(yè)公司于1973年投產(chǎn)的。聯(lián)合碳化物公司生產(chǎn)了高模量瀝青基碳纖維,1985年,美國,、日本及西歐的聚丙烯腈基碳纖維年生產(chǎn)能力共約有7.25kt,,瀝青基碳纖維為1.28kt
碳纖維 - 結(jié)構(gòu)特性
每一根碳纖維由數(shù)千條更微小的碳纖維所組成,直徑大約5至8微米,。在原子層面的碳纖維跟石墨很相近,,是由一層層以六角型排列的碳原子所構(gòu)成。兩者差別在于層與層之間的連結(jié),。石墨是晶體結(jié)構(gòu),,它的層間連結(jié)松散,而碳纖維不是晶體結(jié)構(gòu),,層間連結(jié)是不規(guī)則的,。這樣便防止滑移增強物質(zhì)強度。
一般碳纖維的密度為1750 kg/m3,。導熱能力高但傳電能力低,,碳纖維的比熱容量亦比銅低。當加熱的時候,,碳纖維會變厚而短,。雖然碳纖維的天然顏色是黑色,但可以把它染上不同的顏色
碳纖維 - 分類
碳纖維按原絲種類可分為聚丙烯腈基,、瀝青基,、粘膠基及酚醛基等,按力學性能則可分為通用型(GP)與高性能型(HP)兩類。通用型碳纖維強度 1000MPa,、模量100GPa左右,,高性能型碳纖維又可分為高強型(強度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量在 300GPa以上),。強度大于4000MPa者稱為超高強型;模量大于450GPa者稱為超高模型,。隨著航天和航空工業(yè)的發(fā)展,還出現(xiàn)了高強高伸型(強度大于 49000MPa,、延伸度大于2%)新品種,。80年代,用量最大是強度3~35000MPa,、模量150~300GPa的聚丙烯腈基碳纖維,,約占碳纖維總量的80%,、高性能碳纖維的99%,被稱為碳纖維的標準品,。