碳纖維資訊：碳纖維板的未來發(fā)展方向

　　

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 碳纖維板的將來發(fā)展方向1971年，TORAY成了世界上第一人制造商，從事PAN基碳纖維的人型產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，并將其產(chǎn)品命名為"TORAYCA"；是TORAY碳纖維的縮寫。目前，TORAY是寰球生產(chǎn)跟營銷碳纖維的領(lǐng)導(dǎo)者。 目前，全世界重要生產(chǎn)兩種碳纖維。一個是PAN基碳纖維以聚丙烯腈為原料，另一個是瀝青基的碳纖維，由煤、石油利合成瀝青蒸餾而成瀝青，而后再聚合成纖維。 在強度上PAN基的碳纖維要優(yōu)丁瀝青基的碳纖維，因此在全世界的碳纖維生產(chǎn)中占領(lǐng)絕對性的壓倒上風(fēng)。 1．碳纖維的生產(chǎn)工藝 對碳纖維的生產(chǎn)工藝，當(dāng)生產(chǎn)PAN基碳纖維的時候，被稱為"母體"的聚丙烯腈纖維首先要通過聚合跟紡紗工藝加工聚丙烯腈而成。而后，將這些母體放入氧化爐中在200到300攝氏度進行氧化。另外，還要在碳化爐中，在溫度為1000到2000攝氏度間進行碳化制成碳纖維。除了通例類型的細碳纖維之外，PAN基碳纖維還包含粗纖維，被稱為"人絲束類型碳纖維"；這種粗纖維的生產(chǎn)本錢比較低。 2．碳纖維特點 正如通常人們所說的，碳纖維比鋁還要輕比鋼還要硬，它們的比重是鐵的四分之一，比強度是鐵的十倍。通過與其它纖維的這種比較，你就可能初步理解碳纖維的特點。還有，碳纖維首先是一種物質(zhì)，是由跟鉆石等同材質(zhì)的碳制成的。出于這種起因，另外還有在優(yōu)勝的抗張強度利抗拉模量，碳纖維在化學(xué)組成上十分牢固，并且存在高抗腐化性。碳纖維的其它特點包含高度的X射線穿透性，較高的抗化學(xué)，抗熱跟抗低溫才干。 碳纖維的這些特點也就象征著他們可能被利用于很多的范疇。重要的利用包含體育活動，例如高爾大球棒跟釣魚桿；航空利用包含飛機元件；跟產(chǎn)業(yè)利用。隨著產(chǎn)業(yè)的一直進步，人們正在尋找很多存在新能的資料，碳纖維的須要在逐步增加，普遍天時用于醫(yī)療設(shè)備、壓力容器、土木工程跟建造資料、能源、其它新的產(chǎn)業(yè)利用上。碳纖維的生產(chǎn)本錢也在逐步降落，加工技巧趨勢多元化，制造商可能依照具體的利用供給一系列的碳纖維產(chǎn)品。所有的這些都支撐了以產(chǎn)業(yè)利用為中心的新型應(yīng)。 3．碳纖維的產(chǎn)品情勢及制造工藝 碳纖維有四種產(chǎn)品情勢：纖維，布料，預(yù)浸料坯，跟切短纖維。布料指的是由碳纖維制成的織品。預(yù)浸料坯是一種產(chǎn)品，是將碳纖維依照一個方向一致排列，并將碳纖維或布料剛樹脂浸泡使其轉(zhuǎn)化成片狀。切短纖維指的是短絲。 依照不同的配比，這些產(chǎn)品跟樹脂一起利用將形成碳纖維強化塑料(CFRP)。 將樹脂附在纖維上可能制成壓力容器跟軋滾，將它們環(huán)繞在一個芯兒上，然落伍行塑化或硬化處理。這種方法被稱為"環(huán)繞成型法"。 將布料放入一個模型中，而后剛樹脂浸泡，可能川米生產(chǎn)卡=乍跟劃艇的車身局部。這就是所說的"樹脂轉(zhuǎn)注成型法(RTM)"。 飛機元件的制造是通過在高壓釜中給預(yù)浸料坯加熱，加壓跟塑化成型而成的。將預(yù)浸料坯環(huán)繞在一個芯兒上，而后將其加熱跟塑化，這就是所說的"薄片環(huán)繞法"；用這種方法可能用來制成高爾夫球棒利釣魚桿。短絲與樹脂混淆可能形成混淆物，經(jīng)過加工后可能生產(chǎn)山機器元件跟其它產(chǎn)品。 從前，預(yù)浸坯料是利用最普遍的碳纖維情勢，通過在反應(yīng)釜內(nèi)利用薄片環(huán)繞法預(yù)制而成。然而，近來，隨著新的產(chǎn)業(yè)利用的開發(fā)，纖維環(huán)繞成型法，混淆物跟其余的預(yù)制方法得到了更加普遍的發(fā)展。像RTM這樣的成型法的利用，使得制造商可能更加有效地制成大型產(chǎn)品。碳纖維與最適合的樹脂及預(yù)制工藝的結(jié)合使得碳纖維的利用更加存在吸引力。 4．利用的發(fā)展     目前，各種利用占碳纖維年須要的比例如下：體育利用大概為30％，航空利用為10％，產(chǎn)業(yè)利用為60％。      體育利用中的三項重要利用為高爾夫球棒，釣魚桿跟網(wǎng)球拍框架。目前，據(jù)估計每年的高爾大球棒的產(chǎn)量為3400萬。依照《國度利地辨別類，這些高爾大球棒重要產(chǎn)地為美國，中國，日本跟中國臺北，美國跟日本是高爾夫球棒的重要花費地占80％以上。全世界40％的碳纖維高爾大球椿都是由TORAY的碳纖維制成的。      全世界碳纖維釣魚桿的產(chǎn)量人約為每年2000萬副，這就象征著這種利用對碳纖維有著牢固的須要。      網(wǎng)球拍框架的市場容量人約為每年600萬副。其它的體育名目利用還包含冰球棍，滑雪杖，射箭，跟自行車，同時，碳纖維還利用在劃船，賽艇，沖浪，跟其它的大陸活動名目中。      在1992年問，航空應(yīng)川中對碳纖維的須要開端有所減少，重要是受到了貿(mào)易飛機業(yè)消退的影響，然而在1995早期有得到了敏捷的恢復(fù)。恢復(fù)的重要起因是因為生產(chǎn)效力在整體上都得到了晉升，同時也開端全力生產(chǎn)波音777飛機，TORAY的碳纖維被用做結(jié)構(gòu)資料，包含水平跟垂直的橫尾翼跟橫梁，這兩局部結(jié)構(gòu)是如此的重要，假如他們受損，那么全部飛機在飛翔的進程中就可能墜毀。這些資料被稱為"重要的結(jié)構(gòu)資料"；因為他們是如此的重要，所以對他們的品質(zhì)請求是極其苛刻的。對波音777飛機，TORAY是波音公司指定的唯一有資格的碳纖維制造商。        歐洲空客也在他們的飛機上利用了大量的碳纖維，TORAY的TORAYCA碳纖維有望將被大量天時用在他們的新型客機A380上。      在產(chǎn)業(yè)范疇，碳纖維的利用也相稱普遍，作為資料，它們正在調(diào)換金屬跟混凝土來滿意環(huán)境、保險跟能源請求，在產(chǎn)業(yè)范疇對碳纖維的須要量正在顯現(xiàn)回升趨勢。      在土木工程跟建造范疇，利用碳纖維的抗震修復(fù)跟加強法是一項重要沖破，正在此范疇得劍更加普遍的推廣。在鐵路建造中，大型的頂部體系跟隔音墻在將來會有很好的利用，這些也將是很有前景的利用。壓力容器重要用在汽車的受壓大然氣(CNG)箱上，如圖所示，還用在救火隊員的固定式呼吸器(SCBA)上。CNG罐源于美國跟歐洲國度，當(dāng)初日本跟其余的亞洲國度也對這項利用表示山了極大的興趣。      碳纖維的其它應(yīng)川包含機器元件、家用電器、微機、及與半導(dǎo)體相干的設(shè)備的復(fù)合資料的生產(chǎn)，可能用來起劍加強，防靜電，跟電磁波防護的作用，另外，在X射線儀器市場上，碳纖維的利用可能減少人體住X射線下的裸露。      隨著碳纖維本錢的連續(xù)降落，跟世界范同內(nèi)的環(huán)保請求的進步，碳纖維開端被利用于汽車范疇，將來它們會被利用做尾部沸騰器，發(fā)念頭，傳動軸跟燃料箱資料，在將來將有很好的前景。      5．碳纖維市場的歷史      碳纖維的全方位貿(mào)易化始丁20世紀(jì)70年代，70年代是高爾大球棒跟釣魚桿利用的引入跟發(fā)展時代，重要是在日本。在80年代早期，碳纖維開端被普遍地川在客機跟航空飛翔器上作為結(jié)構(gòu)資料，重要是用在歐洲跟北美。      而后，人們進步了對碳纖維的意識，開端把它當(dāng)成一種高質(zhì)苗的資料，并在20世紀(jì)80年代中期得到了飛速的增加。在80年代中期，空客公司開端將CFRP作為重要的結(jié)構(gòu)資料利用在它們的飛機上，而且，隨著碳纖維在網(wǎng)球跟新的體育名目標(biāo)利用，碳纖維市場得劍了穩(wěn)步的擴大。只管住1991年的海灣戰(zhàn)斗之后，航空業(yè)的發(fā)展走向消退，寰球經(jīng)濟開端結(jié)束不前，碳纖維的須要增加也趨勢緩慢，白90年代中期以斤，碳纖維的產(chǎn)業(yè)應(yīng)剛開端成為新的須要增加點。尤其是，歐洲跟北美開端將碳纖維利用與壓力容器上，這種增加十明顯顯，由丁1995年的神戶人地震，加快了抗震加固利用的須要。在將來，預(yù)計碳纖維的重要利用范疇將著重于產(chǎn)業(yè)利用，而且這一須要將會穩(wěn)步增加。      另外，新一帶的航天盤算跟與汽下相干的利用都將增進碳纖維的產(chǎn)業(yè)化利用。      6．供需狀況      在2004年，通例型的碳纖維的產(chǎn)能約為25000 噸，其中75％由跟日原形干的制造商生產(chǎn)。另外，低本錢的粗碳纖維一被稱為"人絲束類型"的碳纖維的產(chǎn)量也有多少千噸，人絲束類型已經(jīng)開端被用于低真?zhèn)€體育跟產(chǎn)業(yè)利用中，同時也被利用于從前只有玻璃纖維才波及的范疇。      對丁碳纖維米說，通常所說的70％的宣布的產(chǎn)能是實際的產(chǎn)能。所宣布的產(chǎn)能通常是以標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品類型為基本進行盤算的，然而對碳纖維，除了存在標(biāo)準(zhǔn)強度跟模量的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品之外，還有很多其余的依據(jù)技巧特點而定的等級產(chǎn)品。纖維的粗度也不盡雷同，因此，依照產(chǎn)品類型跟纖維粗度來劃分，他們的產(chǎn)能是不同的。在生產(chǎn)多種產(chǎn)品的時候，換產(chǎn)會很揮霍時光。因此，實際的產(chǎn)能通常會低于宣布的產(chǎn)能。      從2003到2010年依照利用跟范疇來劃分的寰球需乞降須要料想。到2010年的這段時光內(nèi)，碳纖維的須要將每年增加7.5%。預(yù)計到2010年碳纖維的總須要量將達到32000噸。        產(chǎn)品機能：

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　　1、抗拉強度是個別鋼材的8-10倍以上，彈性模量優(yōu)于鋼材，存在優(yōu)良的抗蠕變機能，耐腐化性跟抗震性。碳纖維復(fù)合材料由有機纖維經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機高性能纖維，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。碳纖維制品在之前還有一種說法是，碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比，碳纖維的強度等于金屬強度的12倍。
　　2、分量輕、其分量僅為鋼材的1／5，韌性好：可能盤卷，單卷長度250m供給而毋庸搭接。碳纖維制品廠家由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 copyright 123456
　　3、施工便捷，施工品質(zhì)易保障 資料不必預(yù)加工，工序便利，型材容許交叉。
　　4、名義潤滑、耐腐化性 耐酸、堿、鹽及大氣環(huán)境的腐化，不須按期維護;機械機能精良、易機加工等。        利用范疇：建造范疇：混凝土樓加固、橋梁加固、混凝土、磚砌體墻加固、以及煙囪、隧道、水池加固,穿強螺絲桿等;體育用品：航模骨架、箱包骨架、箭桿、旗桿、高等樂器配件、漁具配件;高科技范疇：空中客車配件、飛機、艦艇、輪船配件;軍工設(shè)備配件;各種高端機械裝置的傳動軸桿等。