碳纤维复合材料发展状况

                      碳纤维复合材料发展状况

1.碳纤维的发展简史

1860年，斯旺制作碳丝灯泡。

1878年，斯旺以棉纱试制碳丝。

1879年， 爱迪生以油烟与焦油、 棉纱和竹丝试制碳丝 （持续照明 45 小时）。

1882年，碳丝电灯实用化。

 1911年，钨丝电灯实用化。

1950年，美国Ｗ right--Patterson 空军基地开始研制黏胶基碳纤维。

1959年，美国ＵＣＣ公司生产低模量黏胶基碳纤维“Ｔ hornel —25”，日本大阪工业试验所的进藤昭男发明了ＰＡＮ基碳纤维。

1962年，日本碳公司开始生产低模量ＰＡＮ基碳纤维（ 0.5 吨/ 月）。

1963年，英国皇家航空研究所（ＲＡＥ）的瓦特和约翰逊成功地打通了制造高性能ＰＡＮ基碳纤维（在热处理时施加张力）的技术途径。

1964 年，英国Ｃourtaulds,Morganite 和 Roii--Roys 公司利用ＲＡＥ技术生产ＰＡＮ基碳纤维。

1965年， 日本群马大学的大谷杉郎发明了沥青基碳纤维美国ＵＣＣ公司开始生产高模量黏胶基碳纤维（石墨化过程中牵伸）。

1970年，日本吴羽化学公司生产沥青基碳纤维（１０吨 / 月），日本东丽公司与美国ＵＣＣ进行技术合作。

1971 年，日本东丽公司工业规模生产 PAN基碳纤维（1 吨/ 月），碳纤维的牌号为 T300，石墨纤维为 M40 。

1972年，美国 Hercules 公司开始生产 PAN基碳纤维日本用碳纤维制造钓竿，美国用碳纤维制造高尔夫球棒。

1973年，日本东邦人造丝公司开始生产 PAN基碳纤维（0.5 吨/ 月） 日本东丽公司扩产 5 吨/ 月。

1974年, 碳纤维钓竿、高尔夫球棒迅速发展日本东丽公司扩产 13 吨/ 月。

1975年, 碳纤维网球拍商品化美国 UCC 公司公布利用中间相沥青制造高模量沥青基碳纤维“ Thornel —P” 美国 UCC 的高性能沥青基碳纤维商品化。

1976年, 东邦人造丝公司与美国塞兰尼斯进行技术合作住友化学与美国赫格里斯（Hercules ）成立联合公司。

1979年, 日本碳公司与旭化成工业公司成立旭日碳纤维公司。

1980年, 美国波音公司提出需求高强度、大伸长的碳纤维。

1981 年, 台湾台塑设立碳纤研究中心，日本三菱人造丝公司与美国 Hitco公司进行技术合作。

1984年, 台湾台塑与美国 Hitco 公司进行技术合作，日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维 T800。

1986年, 日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维 T1000。

1989年, 日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维 M60 。

1992 年, 日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维 M70J,杨氏摸量高达690GPa 。

2.碳纤维复合材料发展状况

        最早的碳纤维是1880年由美国发明家爱迪生研制成功的，他将竹子纤维碳化成丝，用作电灯丝，然而当时并没有得到重视，很快就被乌丝代替了。20世纪50年代初，随着空间技术的发展，需要具有优秀良性能的结构材料，许多工业发达国家开始重视碳纤维的研究工作。1962年日本研发出了聚丙烯腈基碳纤维并成立工业生产线。1970年以后东丽公司、东邦公司相继参加聚丙烯睛基碳纤维的生产开发，形成2吨/年的规模。80年代出现了M30、M40、T1000等性能更优越的碳纤维，产量也从原来的2t增长到6000t，到21世纪初期，年产量超过30000t。

        在欧美等发达国家，碳纤维复合材料产品已比较常见，中国的碳纤维行业相比之下发展较晚，始于20世纪70年代，不过在国家的大力支持下也取得了一定的成就。“十五”期间，国家设立了“高性能碳纤维关键技术专题”，“十二五”发展规划中提出，将重点发展高性能复合材料，并将加快发展碳纤维等高性能增强纤维，“十三五”规划中又提出，突破国产碳纤维低成本制备技术，实现国产碳纤维品种系列化、共同以多元化、产品规模化。在市场和政策的推动下，国内涌现了一大批碳纤维下游产品制造企业，例如无锡威盛新材料有限公司，在碳纤维复合材料改性研发中获突破性进展，目前材料已获得英国BS6853以及欧盟4554阻燃标准，满足国际轨道车辆制造要求。目前国内多家轨道交通设备厂商与其展开合作，为我国轨道车辆轻量化发展做出突出贡献。

        碳纤维复合材料在军事和民用领域的迅速发展，使它的需求量逐步增多。航空航天、舰船和地面兵器等领域，它是的最重要、最基础的结构材料。随着科技的发展，其市场迅速扩展到交通运输(汽车、火车列车等）、基础工程建设(桥梁、公路设施等)、海洋工程(海上采油平台、近海岸工程设施等）、能源、休育器材、机械制造（机械手、机械臂、传动轴等）、医疗器械（医疗板、头托、乳腺支架）等领域。

参考资料：

[1] http://www.sohu.com/a/74530286_232483

[2] https://wenku.baidu.com/view/359ca266b207e87101f69e3143323968011cf4b1.html