碳纖維主要被制成碳纖維強塑料這種復(fù)合材料來應(yīng)用。每一根碳纖維由數(shù)千條更微小的碳纖維所組成，直徑大約5滋m～8滋m。在原子層面的碳纖維跟石墨很相近，由一層層以六角型排列的碳原子構(gòu)成。碳纖維與石墨兩者的差別在于層與層之間的連接。石墨是晶體結(jié)構(gòu)，它的層間連接松散，而碳纖維不是晶體結(jié)構(gòu)，層間連接是不規(guī)則的，這樣可防止滑移，強物質(zhì)強度。
一般碳纖維的密度為1750kg/m3，導(dǎo)熱能力高但傳電能力低，碳纖維的比熱容量亦比銅低。當(dāng)加熱的時候，碳纖維會變厚、變短。雖然碳纖維的天然顏色是黑色，但科學(xué)家可以把它染成不同的顏色。 我國碳纖維的生產(chǎn)和使用尚處于起步階段,，國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)能力僅占世界高性能碳纖維總產(chǎn)量的0.4％左右，國內(nèi)用量的90％以上靠進(jìn)口。而PAN原絲質(zhì)量一直是制約我國碳纖維工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)的瓶頸。另外，碳纖維長期以來被視為戰(zhàn)略物資，發(fā)達(dá)一直對外實行。因此,業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，強化基礎(chǔ)研究是創(chuàng)新之本，是發(fā)展國內(nèi)碳纖維工業(yè)的根本出路。 我國早在上世紀(jì)六七十年代就開始了碳纖維的研究工作，幾乎與世界同步。經(jīng)過30多年的努力，已經(jīng)研制出接近日本東麗公司T300水平的碳纖維產(chǎn)品，但產(chǎn)量和品質(zhì)都遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求，與國外差距甚遠(yuǎn)。與先進(jìn)水平相比，國產(chǎn)碳纖維的突出問題是碳纖維強度低，均勻性和穩(wěn)定性都較差，發(fā)展水平比發(fā)達(dá)落后了近20年～30年，而且生產(chǎn)規(guī)模小，技術(shù)設(shè)備落后，生產(chǎn)效益不理想。
目前全球碳纖維產(chǎn)能約3.5萬噸，我國市場年需求量6500噸左右，屬于碳纖維消費大國，但我國碳纖維2007年產(chǎn)量僅200噸左右，而且主要是低性能產(chǎn)品，沒有形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè)，絕大部分依賴進(jìn)口，價格非常昂貴，比如標(biāo)準(zhǔn)型T300市場價格每千克曾高達(dá)4000元~5000元。由于缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)支撐，國內(nèi)企業(yè)目前尚未掌握完整的碳纖維核心關(guān)鍵技術(shù)。 我國碳纖維的質(zhì)量、技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模與國外差距很大，其中高性能碳纖維技術(shù)更是被日本及西方壟斷和。因此碳纖維要真正實現(xiàn)國產(chǎn)化需要一個漫長的過程。
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