碳纤维在20、21世纪的发展

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20世纪80年代，为了提高中间相沥青（成分:沥青质和树脂)可纺性，降低（reduce)纺丝温度（temperature)和碳(C)纤维成本，日本、美国许多研究（research)者又掀起(xiān qǐ)开发新中间相产品(Product)的热潮，涌现出新中间相、预中间相、潜在中间相、可溶性中间相等专利（意为：公开的信件或公共文献），90年代出现了合成（解释:由几个部分合并成一个整体)中间相沥青。碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料，通过不同的加工方法，加工成为能够满足使用要求的材料制品。这些均是制备高性能碳和石墨(化学式C )纤维的优良前驱体。1985年三菱石油公司(Company)建立了年产1～10t的HPCF中试装置，拉伸强度（strength)为3.0GPa，拉伸模量为734GPa，90年代三菱化学以合成中间相沥青为原料建成500t规模的HPCF工厂，其产品拉伸强度为3.0GPa，拉伸模量为735GPa。 123,123
  
  21世纪J.C.Withers等人开发了一种新的沥青（成分:沥青质和树脂)碳(C)纤维制备工艺，调制过的沥青经纺丝后，直接热处理(chǔ lǐ)至1800℃获拉伸强度（strength)为2.0GP
　　A、断裂（fracture)伸长率大于1%的碳(C)纤维制品，该工艺的简化将大幅度降低（reduce)碳(Low carbon)纤维的成本；K.S.Yang等人采用中间相沥青（成分:沥青质和树脂)和聚丙烯的混合物为原料，熔融喷吹后，经氧(Oxygen)化（oxidation)、碳化获得含有纳米级中空孔的碳纤维，近年还有用碳纳米管加入沥青（成分:沥青质和树脂)中进行改性等研究（research)方面的工作。碳纤维复合材料在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，此前世界上碳纤维技术发达的国家（美国、德国、日本、韩国），对于向中国输出碳纤维产品和技术，保持着极其谨慎的态度。即使在目前，我国碳纤维以及碳纤维制品的进口，还受到发达国家的严格控制。美国Kentucky大学的能源（解释:向自然界提供能量转化的物质)应用研究中心，研究了多壁碳纳米管增强各向同性沥青（成分:沥青质和树脂)的力学性能，碳纳米管包含比重为1%时，拉伸强度（strength)提高了27%，拉伸模量提高了17%，用HAAKE Polylab Rheonix把碳纳米管和煤沥青均匀（jūn yún)混合并纺丝。用多壁碳纳米管增强煤沥青制备碳纤维，碳纳米管含量为5%时，纤维强度由2.8GPa提高到4.2GPa，提高24%，模量由96GPa提高到155GPa，提高65%。 copyright 123456