論文摘要：碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，分子結構界於石墨和金剛石之間，含碳體積分數隨品種而異，一般在0.9以上。
一、碳纖維的性能
1.1分類
根據原絲類型分類可分爲聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和粘膠基3種碳纖維，將原絲纖維加熱至高溫後除雜獲得。目前，PAN碳纖維用量最大；按力學性能可分爲高模量、超高模量、高強度和超高強度4種碳纖維；按用途可分爲宇航級小絲束碳纖維和級大絲束碳纖維，其中小絲束初期以1K、3K、6K（1K爲1000根長絲）爲主，逐漸發展爲12K和24K，大絲束爲48K以上，包括60K、120K、360K和480K等。
1.2性能
碳纖維的主要性能：(1)密度小、質量輕，密度爲1.5～2克/立方厘米，相當於鋼密度的l/4、鋁合金密度的1/2；(2)強度、彈性模量高，其強度比鋼大4-5倍，彈性回覆l00%；(3)具有各向異性，熱膨脹係數小，導熱率隨溫度升高而下降，耐驟冷、急熱，即使從幾千度的高溫突然降到常溫也不會炸裂；(4)導電性好，25。C時高模量纖維爲775μΩ/cm，高強度纖維爲1500μΩ/cm；(5)耐高溫和低溫性好，在3000。C非氧化氣氛下不融化、不軟化，在液氮溫度下依舊很柔軟，也不脆化；(6)耐酸性好，對酸呈惰性，能耐濃鹽酸、磷酸、硫酸等侵蝕。此外，還有耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和使中子減速等特性。
通常，碳纖維不單獨使用，而與塑料、橡膠、金屬、水泥、陶瓷等製成高性能的複合，該複合材料也具有輕質、高強、耐高溫、耐疲勞、抗腐蝕、導熱、導電等優良性質，已在現代工業領域得到了廣泛應用。
1.3應用領域
由於碳纖維具有高強、高模、耐高溫、耐疲勞、導電、導熱等特性，因此被廣泛應用於土木、航空航天、汽車、體育休閒用品、能源以及醫療衛生等領域。此外，碳纖維在、石油開採、基礎設施等領域也有着廣泛的應用，主要用於放電屏蔽材料、防靜電材料、分離鈾的離心機材料、電池的電極，在生化防護、除臭氧、食品等領域種也有出色的表現。
二、生產工藝
通常用有機物的炭化來製取碳纖維，即聚合預氧化、炭化原料單體—原絲—預氧化絲—碳纖維。碳纖維的品質取決於原絲，其生產工藝決定了碳纖維的優劣。以聚丙烯腈(PAN)纖維爲原料，幹噴溼紡和射頻法新工藝正逐步取代傳統的碳纖維製備方法(幹法和溼法紡絲)。
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