碳纤维是如何变成现在炙手可热的“黑色黄金”的？估计很多人都没明白。其实碳纤维从无到有，从弱到强，经历了100多年的发展历史。而且同样是碳纤维，制备技术越先进，它的性能上限也就越高。航空航天领域就亟待更多像碳纤维这样的高强材料，越是了解碳纤维，越能明白它为何与众不同的。
 
碳纤维产业从零发展至今经历了哪些阶段？
 
    碳纤维基础知识普及
 
    碳纤维并不是一种天然的材料，而是通过技术和设备加工而来的单质高分子材料，按照原材料的不同分为聚丙烯腈基（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维，制作原料分别是聚丙烯腈纤维、沥青和黏胶纤维。目前性能较好的是聚丙烯腈基碳纤维，而沥青基碳纤维制作过程更加环保，性能适中，粘胶基碳纤维使用范围较小。
 
    聚丙烯腈纤维经过上千摄氏度的高温处理，形成了分子结构非常稳定的碳纤维材料，初始外形为黑色絮状材料，经过处理形成了丝状的碳纤维原丝，在经过编织变成了碳纤维丝束，后续还能加工成碳纤维布。碳纤维原丝的力学性能有不同的方向，分为包括高强型（GQ）、高强中模型（QZ）、高模型（GM）、高强高模型（QM）等。
 
    碳纤维丝束是数量不等的碳纤维原丝编织而成的，分为大丝束和小丝束两各种类，通常将24000根细丝及以下组成的碳纤维称为小丝束碳纤维，将48000根以上细丝组成的碳纤维称为大丝束碳纤维。大丝束和小丝束碳纤维的应用方向也不相同，小丝束碳纤维更适合用在航空航天、军用装备上，大丝束碳纤维更适用用在工业制造、轨道交通、和新能源等领域。
 
碳纤维产业从零发展至今经历了哪些阶段？
 
    碳纤维产业的发展历程
 
    19世纪下半叶，碳纤维被发现，托马斯爱迪生和约瑟夫斯旺将木棉和竹燃烧后制成碳纤维作为灯丝
 
    1959年，碳纤维开始了新的发展征程，美国联合碳化公司以粘胶短纤为原丝制成纤维素基碳纤维
 
    1961-1962年，日本进藤昭男博士（依托大阪技术试验所及东洋人造丝（东丽前身））发明聚丙烯腈碳纤维
 
    1965年，日本群马大学制成沥青基碳纤维
 
    1968年，美国金刚砂公司研制出酚醛基碳纤维
 
    1970年，东丽与美国联合碳化进行技术合作，实现碳纤维量产
 
    1972年，鱼竿开始应用碳纤维
 
    1973年，高尔夫球杆开始应用碳纤维
 
    1979年，东京天文台电波望远镜采用T300碳纤维
 
    1982年，航空应用兴起，采用碳纤维制成的波音757、767以及空客A310完成首飞；采用碳纤维制成货物舱门的哥伦比亚号发射
 
    1990年，波音777采用碳纤维预浸料
 
    1992年，东丽在美国设立子公司，用于支持波音飞机碳纤维预浸料生产
 
    1993-2004年，工业应用阶段，碳纤维被应用于工业机器，船艇及建筑等
 
    2005年以后，全面应用阶段，风力发电，汽车，波音及空客的主承力结构均采用碳纤维作为原料
 
    2010年以后，国产碳纤维产业开始发力，同时布局整个碳纤维产业链，为实现“碳达峰-碳中和”的目标
 
    碳纤维材料的发展经历了100多年的历史，我国在1962年前后也已经有了相关的研究和生产，但是受到多方面因素的影响，并没有真正发展起来，而日本却在碳纤维领域里发展迅速，至今都是全球碳纤维产业的核心领导国。我们想要赶超日本和美国，短时间内是无法实现的，这是时代发展带来的现实差距，我们只有以更高的加速度去追赶，才能实现碳纤维自给自足，而后达到全球领先。
 
    文章转载说明：本文由鼎点娱乐新材料原创编辑发布，版权所有，未经允许不得转载。