
新材料是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一,也是科創(chuàng)板六大重點(diǎn)推薦領(lǐng)域之一。新材料領(lǐng)域涉及領(lǐng)域甚廣,其中碳纖維、半導(dǎo)體材料、硅基新材料、
鋰電材料、PI薄膜等領(lǐng)域是市場(chǎng)廣闊而又發(fā)展迅速的子行業(yè),值得我們重點(diǎn)研究和跟蹤。
碳纖維(Carbon Fiber,簡(jiǎn)稱 CF)是由聚丙烯腈(PAN)(或?yàn)r青、粘膠)等有機(jī)母體纖維采用高溫分解法在 1,000 攝氏度以上的高溫惰性氣體下碳
化制成的含碳量在 90%以上的無(wú)機(jī)高分子纖維。下圖左側(cè)為碳纖維原絲(白色)和碳纖維成品(黑色),右側(cè)為碳纖維織物。
碳纖維具有出色的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,其密度僅為鋁的1/2,強(qiáng)度為鋼的7~9倍,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(質(zhì)量輕)和最高的比模量(剛度大)的纖維,這是碳纖維最重要的特點(diǎn)。
除此之外其還具有低密度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、抗疲勞、震動(dòng)衰減性高、電及熱導(dǎo)性高、熱及濕膨脹系數(shù)低、X光穿透性高、非磁體但有電磁屏蔽
效應(yīng)等特點(diǎn),是發(fā)展國(guó)防軍工與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略物資。廣泛應(yīng)用于軍工、航空航天、能源裝備、體育休閑、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械、工程機(jī)械、交通運(yùn)輸、建筑材料等領(lǐng)域。
碳纖維按絲束大小分類,碳纖維可劃分為小絲束和大絲束,按照不同K數(shù)來(lái)劃分,1K表示一束碳纖維絲中含有1000根原絲。1-24K是屬于小絲束,48K以上的被稱為大絲束。
小絲束的抗拉強(qiáng)度十分穩(wěn)定,離散性小,變異系數(shù)在5%以下,容易在生產(chǎn)和使用過(guò)程中,對(duì)其性能和質(zhì)量進(jìn)行有效的控制;而大絲束抗拉強(qiáng)度不穩(wěn)定,
變異系數(shù)高達(dá)15-18%,可靠性較差,大絲束碳纖維粘連、斷絲等現(xiàn)象更多,這樣會(huì)使強(qiáng)度、剛度受影響,性能有所降低,性能的分散性也會(huì)較大,不能作為承重結(jié)構(gòu)加固材料。
小絲束碳纖維主要應(yīng)用于國(guó)防軍工等高科技領(lǐng)域,以及體育休閑用品,如飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星和漁具、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等。大絲束碳纖維主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,包括:紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、機(jī)電、土木建筑、交通運(yùn)輸和能源等。