新时代的硬菜:碳纤维

2021-08-21

        碳对于现有已知的所有生命系统都是不可或缺的,没有它,生命不可能存在。

       碳材料是人类最早利用的元素,要说起碳材料,大家都不会太陌生,从人类文明诞生以来,碳便陪伴着人类发展的脚步,从煤炭到煤油,从石墨到金刚石,从富勒烯到石墨烯,人对碳的应用方式可谓丰富多彩。而碳纤维作为“碳”家族中年轻的一员,从出世到如今已有150年以上的历史,近几年随着全球经济的发展、科技技术的进步,碳纤维已在不知不觉间进入到人类的生活,普及到各行各业。

1879年,爱迪生发明了以碳纤维为发光体的白炽灯,这是最早的碳纤维,并获得了专利。他将富含天然线性聚合物的椴树内皮、黄麻、马尼拉麻和大麻等定型成所需要的尺寸和形状,并对其进行高温烘烤,碳纤维因此而生,可惜的是早期的碳纤维实用性太差,仅仅三十年的时间便被钨丝取代,未能获得更多的关注和发展。

 

 

之后20世纪中期,应美国军方的需求,碳纤维技术再次得到发展,密度和拉伸强力得到显著提高,并逐渐形成工业化和商业化。之后的数十年间,碳纤维技术在美国和日本的研发下逐渐成熟进步,在如今社会拥有耐高温、抗摩擦、导电、导热、耐侵蚀、质量低、环保等众多优点的碳纤维复合材料已广泛运用到航空航天、土木建筑、军事体育等多个领域。

碳纤维的技术一直被国外封锁,但是我国对碳纤维的研究也从没停止过。一直被国外封锁垄断的T800碳纤维在哈尔滨宣告实现了低成本国产化,其生产成本仅为国际价格的三分之一。在实现低端市场逐步替换国外产品的同时,在中高端市场上也打破了国外企业垄断。更可贵的是,国产T800型碳纤维在性能上完全不输于日本东丽公司的同类产品,而在局部技术参数上更是具有一定优势。虽然今日中国碳纤维产业正处于发展期,但也是经历了风风雨雨才有今天的成绩。