1 碳纤维是什么

碳纤维是一类高分子纤维，碳纤维的外观呈黑色。主要是由聚丙烯腈、沥青、粘胶等有机母体纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量在 90%以上的碳主链结构无机高分子纤维。

2 碳纤维的性能优势

(1)强度比钢高：抗拉强度在3500MPa以上，

(2)模量高：弹性模量在230GPa以上，目前已大量生产的高性能纤维中具有最高比模量(模量/密度)的纤维

(3)密度小，比强度高：密度是钢的1/4,是铝合金的1/2,比强度比钢大16倍，比铝合金大12倍，目前已大量生产的高性能纤维中具有最高比强度(强度/密度)纤维

(4)耐超高温：在非氧化气氛条件下，可在2000°C时使用，在3000°C的高温下不融熔软化

(4)耐低温：在-180C低温下，钢铁变得比玻璃脆，而碳纤维依旧很柔软

(5)耐酸、耐油、耐腐蚀：能耐浓盐酸、磷酸等介质侵蚀，其耐腐蚀性能超过黄金和铂金，同时拥有较好的耐油、耐腐蚀性能

(6)热膨胀系数小，导热系数大：可以耐急冷急热，即使从3000C的高温突然降到室温也不会炸裂

(7)良好的可加工、可设计性

广泛应用于航空航天、国防、能源、体育用品、汽车工业、轨道交通、建筑补强等领域，是一种发展国防军工和国民经济亟需的战略性新兴材料。

3 碳纤维产业链

碳纤维完整的产业链从原油到终端应用的完整制造过程。首先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯，并经氨氧化后得到丙烯腈，丙烯腈经聚合和纺丝工序得到聚丙烯腈原丝，原丝再经过预氧化、低温和高温碳化过程得到碳纤维，碳纤维可加工成碳纤维织物、碳纤维预浸料等制品，然后与树脂、陶瓷等材料结合形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到终端工业产品。

4 碳纤维分类

(1)按原丝类型：①聚丙烯腈(PAN)基碳纤维，成品品质优异，工艺较简单，力学性能优良;②沥青基碳纤维，原料来源丰富，碳化收率高，但原料调制复杂，产品性能较低，产量有限;③粘胶基碳纤维(纤维素基、人造丝基)，具有高耐温性，但碳化收率低，技术难度大，设备复杂，成本高，主要用于耐烧蚀材料及隔热材料，产量有限

(2)按照形态：①长丝，主要应用在工业结构件和宇航结构件中;②短纤维和短切纤维，主要应用在建筑行业，如短碳纤维石墨低频电磁屏蔽混凝土、工业用碳纤维毡等

(3)制造条件及方法：碳纤维 800-1600°C、石墨纤维 2000-3000°C、氧化纤维 预氧丝 200-300°C、活性碳纤维、气相生长碳纤维

(4)力学性能：①高强型(GQ)，拉伸强度 3500-5000MPa，拉伸模量 220-260GPa;②高强中模型(QZ)，拉伸强度 4500-7500MPa，拉伸模量 260-350GPa;③高模型(GM) 拉伸强度 3000-3500MPa，拉伸模量 350-400GPa;④高强高模型(QM) 拉伸强度 3500-7000MPa，拉伸模量 350-700GPa

(5)丝束规格：①小丝束，主要包括 1K、3K、6K、12K、24K，小丝束性能优异但价格较高，产量规模较小，一般用于航天军工等高科技领域，以及体育用品中产品附加值较高的产品类别，如飞机、导弹、火箭、卫星和渔具、高尔夫球杆、网球拍等;②大丝束主要指 24K以上的规格型号，包括 48K、50K、60K、80K、120K等，大丝束产品性能相对较低但制备成本亦较低，主要应用于工业领域，包括纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等

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