碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀課件

碳纖維———Carbonfiber碳纖維———Carbonfiber1編輯ppt

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維的定義2編輯ppt碳纖維材料的應(yīng)用3編輯ppt碳纖維的發(fā)展歷史1碳纖維的特性2碳纖維的研究熱點(diǎn)3碳纖維的應(yīng)用及前景41碳纖維的發(fā)展歷史碳纖維的起源

1860-1879年，英國(guó)人瑟夫?qū)⒚蘧€浸入硫酸，焦干處理，然后碳化，制取碳絲，并獲得專利1879年，美國(guó)人愛(ài)迪生將油煙和焦油的混合物做成絲，并進(jìn)一步碳化制作成燈絲，持續(xù)照明45h。5編輯ppt1碳纖維的發(fā)展歷史碳纖維發(fā)展壯大1959年，美國(guó)UCC公司生產(chǎn)低模量的碳纖維。

同年，日本人發(fā)明了PAN基碳纖維1950年，美國(guó)人空軍基地開(kāi)始研制黏膠基碳纖維1959-1964年，英國(guó)成功打通制造高性能的PAN基碳纖維。1965-1970年日本人發(fā)明瀝青基碳纖維，同時(shí)日本東麗公司和美國(guó)UCC公司技術(shù)合作。1970至今，日本美國(guó)基本壟斷碳纖維技術(shù)，1992年日本東麗公司研制M70J，楊氏模量690GPa6編輯ppt1碳纖維的發(fā)展歷史日本東麗幾種類型碳纖維類別拉伸強(qiáng)度/GPa楊氏模量/GPa類別拉伸強(qiáng)度/GPa楊氏模量/GPaT3003.54231T400H4.43251T700S4.92231T800H5.51296T10007.02296注：T為碳纖維，M為石墨纖維Q235號(hào)剛的拉伸強(qiáng)度235MPa，楊模量200GPaM35J4.71345M40J4.43379M50J3.94478M60J3.94590M46J4.234387編輯ppt1碳纖維的發(fā)展歷史中國(guó)的碳纖維發(fā)展歷史1972年，化工部吉林化工研究院開(kāi)展硝酸法研制PAN原絲，在年產(chǎn)3萬(wàn)噸裝置上一步法制取原絲。1962年，中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)所成立以李仍元為組長(zhǎng)的碳纖維研究小組，進(jìn)行大量研究。1975，冶金部提供上海碳素廠2噸原絲研制碳纖維。1975-1990，國(guó)外碳纖維進(jìn)入飛速發(fā)展階段，但國(guó)內(nèi)僅實(shí)現(xiàn)從沒(méi)有到有產(chǎn)品，不能夠規(guī)?；a(chǎn)。2000年碳纖維發(fā)展進(jìn)入新階段，2007年產(chǎn)能進(jìn)入飛速發(fā)展階段；目前國(guó)內(nèi)有近30家企業(yè)8編輯ppt碳纖維的發(fā)展歷史國(guó)內(nèi)廠家和國(guó)外廠家對(duì)比

東麗、東邦、三菱麗陽(yáng)號(hào)稱日本碳纖維領(lǐng)域“三劍客”。每年他們都悉數(shù)亮相復(fù)材展。占世界40%市場(chǎng)份額。

技術(shù)不夠先進(jìn)，廠家眾多，利潤(rùn)低。

技術(shù)先進(jìn)，資本雄厚，處于壟斷地位。19編輯ppt碳纖維的照片2碳纖維的特性10編輯ppt2碳纖維特性碳纖維的理化性質(zhì)

碳纖維兼具碳材料強(qiáng)抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征.能夠耐受3000度以上的高溫，具有突出的耐熱性能，碳纖維在物理性能上具有強(qiáng)度大、模量高、密度低、線膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)。

碳纖維對(duì)一般的有機(jī)溶劑、酸、堿都具有良好的耐腐蝕性，不溶不脹，耐蝕性出類拔萃，完全不存在生銹的問(wèn)題。11編輯ppt2碳纖維特性碳纖維的分類

聚丙烯腈基碳纖維瀝青基碳纖維

黏膠基碳纖維

制備高性能碳纖維，是碳纖維制備的主流方法，總產(chǎn)量的95%。碳化率高，成本最低。

總量不足世界總產(chǎn)量的1%，堿金屬含量低。12編輯ppt2碳纖維特性聚丙烯腈基碳纖維制備工藝1,原絲制備2預(yù)氧化3碳化4石墨化5表面處理6上漿處理/Article/CJFDTotal-JKGH200105005.htm13編輯ppt碳纖維的照片3碳纖維的研究熱點(diǎn)14編輯ppt3碳纖維的研究熱點(diǎn)碳纖維表面改性氧化處理表面涂層等離子體處理碳纖維表面的粗糙度、微晶大小、官能團(tuán)的種類和數(shù)量對(duì)碳纖維與樹(shù)脂基體的結(jié)合性能有很大的影響。PAN原絲電鏡照片15編輯ppt3碳纖維的研究熱點(diǎn)碳纖維表面氧化處理氧化處理氣相氧化法液相氧化法電化學(xué)氧化法氣相氧化使用的氧化劑有空氣、氧氣、臭氧等含氧氣體。

硝酸、酸性重鉻酸鉀、次氯酸鈉、過(guò)氧化氫和過(guò)硫酸鉀等處理

將碳纖維作為陽(yáng)極置于電解質(zhì)溶液中，通過(guò)電解所產(chǎn)生的活性氧來(lái)氧化碳纖維表面而引入極性基團(tuán)，

16編輯ppt3碳纖維的研究熱點(diǎn)碳纖維復(fù)合材料為了適應(yīng)各種領(lǐng)域的要求，碳纖維增強(qiáng)基體材料，使得基體材料的性能更加完善。質(zhì)量鋼鋁復(fù)合材料剛度鋼鋁復(fù)合材料強(qiáng)度鋼鋁復(fù)合材料耐疲勞度鋼鋁復(fù)合材料17編輯ppt3碳纖維的研究熱點(diǎn)碳纖維復(fù)合材料碳纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂基體復(fù)合材料（CFRTS）碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂基體復(fù)合材料（CFRTR）混合增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）碳纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮碳纖維和玻纖增強(qiáng)的芳綸纖維18編輯ppt碳纖維的照片4碳纖維的應(yīng)用及前景19編輯ppt4碳纖維的應(yīng)用及前景碳纖維在航空的應(yīng)用空中客車A380是歐洲空中客車工業(yè)公司研制生產(chǎn)的四引擎、550座級(jí)超大型遠(yuǎn)程寬體客機(jī)，空中客車A380投產(chǎn)時(shí)是載客量最大的客機(jī)，有空中巨無(wú)霸之稱。制造材料大量采用CFRP?？詹ㄒ?77是一款由美國(guó)波音公司制造的中遠(yuǎn)程雙引擎寬體客機(jī)，是目前全球最大的雙引擎寬體客機(jī)。B777大量采用的是T800和韌性環(huán)氧樹(shù)脂的預(yù)進(jìn)料。20編輯ppt4碳纖維的應(yīng)用及前景碳纖維在的應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域21編輯ppt4碳纖維的應(yīng)用及前景碳纖維在戰(zhàn)略武器的應(yīng)用碳纖維高強(qiáng)度，質(zhì)量輕，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐高溫，使得在軍工上應(yīng)用廣泛。22編輯ppt4碳纖維的應(yīng)用及前景碳纖維在高新技術(shù)的應(yīng)用正負(fù)離子對(duì)撞機(jī)中的束流管主漂移室內(nèi)外筒構(gòu)件采用碳纖維復(fù)合材料。在核聚變方面，托馬克聚變反應(yīng)直接接觸的部件用C/C復(fù)合材料。

在鈾的分離和濃縮中也作為裝置材料。23編輯ppt4碳纖維的應(yīng)用及前景碳纖維在民用領(lǐng)域的應(yīng)用汽車工業(yè)能源工業(yè)土木建筑醫(yī)療器械24編輯ppt4碳纖維的應(yīng)用及前景碳纖維在民用領(lǐng)域的應(yīng)用隨著生活水平的提高。越來(lái)越多的碳纖維體育建材進(jìn)入我們的生活。25編輯ppt

中國(guó)碳纖維產(chǎn)品還是屬于比較低端產(chǎn)品，主要是原料、制備工藝、制