马德斌
安徽中房置业有限责任公司 安徽铜陵 244000
摘要：碳元素在碳纤维中的含量已超出90%，其性质具备较高的强度和高模量材料。此纤维材料具备较强的使用性能。这种物体性能不同，用途自然就存在很大的差异。本文对于碳纤维技术的发展情况和实际应用展开了分析，旨在为更多的业内人士提供有价值的借鉴与参考。
关键词：碳纤维；技术发展；实际应用
前言：碳纤维材料具备较强的使用性能。这种物体利用其不同的性能，其用途也各不相同。其特点包含较强的耐高温性、耐腐蚀性、较轻的材质、较高的比模量、较高的强度、膨胀较低的可能性等。上世纪五十年代初期，作为军用物品制作原材料出现的碳纤维材料，伴随科学技术的日新月异，碳纤维制作用品在航空及生活用品等领域中获得广泛运用，并在渗透到各行各业中。有鉴于此，伴随我国社会的不断发展，碳纤维技术在我国战略性新型材料的研发利用具备较高的地位，并享有材料之王的称谓。
1国内外碳纤维的实际发展现状
1.1国外碳纤维的实际发展现状
根据我国材料部门的数据统计分析，在2015年全球碳纤维的产量高达四万吨，其中西方等发达国家，如美国、德国，日本等对碳纤维的研发与生产关键技术进行了充分掌握，在全球范围中创建多家碳纤维生长制造工作，推动单位实现规模化生产，其中美国、德国等发达国家的碳纤维产量在世界总产量中大约占据35%，现已成为碳纤维对外输出的两个大巨头。近些年来，很多国家对于碳纤维生产制造技术也进行了自主研发，可因为美国、德国等国家对于技术实施了严格的封锁，所以，其他国家对于碳纤维研发力度较为缓慢。不仅如此，在经济及贸易全球化的影响之下，碳纤维对外的输出力度不断的增加，对于本国碳纤维技术的研发销售造成严重冲击。
1.2国内碳纤维的实际发展现状
我国在上个世纪中期就已开展对碳纤维的专业化研究，而研究人员就是新中国成立之后归国的一批海外科学化，创建了我国第一批碳纤维研究小组，可因为那时经济条件的限制，各种研发设备的数量紧缺，致使碳纤维研发进展十分缓慢。改革开放之后，我国整体经济水平获得飞速发展，我国在碳纤维的研发中投入了更多的资金，在两千年开始，我国对于碳纤维技术从单一方向的研究转变成多元技术的发展研究，推动我国碳纤维的发展迈向了新篇章。在研发技术中，改善了以往的硝酸法原丝制造技术，自主引入国外十分先进与成熟的以二甲基亚砜作为溶剂的湿法纺丝技术，在通过初步试验生产之后获得了最佳效果。之后，在地方部门带来的大力支持下，我国多个省市逐渐引入碳纤维制造技术，如2004年时，安徽省率先完成了年产五百吨的原丝、200顿PAN基碳纤维获得的良好效果，为了我国碳纤维实现工业化生产发挥了巨大的推动作用。近些年来，在各种产业发展的影响之下，我国对于碳纤维的需求量日益增加，在2008年，我国将碳纤维列入我国化纤行业着重扶持的项目，并建立了“自主研发为主，引入借鉴为辅”的战略性发展目标，在“十一五”规划过程中顺利完成T300国产碳纤维的生产线规划以后，还建立了“十三五”规划中顺利完成超过T700百吨生产线的发展目标，为我国碳纤维行业的研发与制造指引了发展方向。根据我国材料部门调查的统计，我国碳纤维的年产量逐渐上涨，预计在未来的几年之内，国内碳纤维行业将会持续增长。所以，重视碳纤维市场的调查，并在此条件下，加强碳纤维研发技术的优化，现已成为促进我国经济稳定发展的重要动力。
2碳纤维技术的主要应用领域
2.1碳纤维技术在宇航领域的应用
碳纤维技术在宇航领域中的应用，其具有较轻重量、较好的刚性、较强的稳定性及散热性，因此，碳纤维在人造卫星中获得良好运用。因为碳纤维耐高温在航空火箭发动机的壳体与喷管中得以广泛运用，并在卫星天线、卫星构架、卫星与火箭互相结合的位置、太阳能地板方面良好运用，碳纤维技术还在航天飞机机翼前缘和机舱门、飞机机头等位置得以良好应用。
2.2碳纤维技术在土木建筑领域的应用
伴随碳纤维成本的不断减少和复合材料制造技术的不断发展，土木建筑领域当前已成为碳纤维复合材料运用的新型市场。碳纤维复合材料的应用代替了元钢，通过碳纤维复合材料层板加固或是修复桥梁与建筑物的利用以及碳纤维增强混凝土的利用等均会实现全面发展。现如今，在土木建筑领域中的主要运用在于：纤维增强胶接层板、复合材料的棒材、碳纤维增强混凝土、碳纤维复合材料片、嵌板、纤维增强胶接层板、间隔壁板、幕墙、桥梁、水轮结构的增强筋、嵌板、抗震救灾用的补强材料、面状发热嵌板等。
2.3碳纤维技术在工业领域的应用
现如今，相对于宇航与体育休闲用品的对比，碳纤维在工业方面的需求与日俱增。其中包含尤其的开采、复合材料的辊子、压力容器、航海设施、基础设施等的日益发展，在此领域中，对于碳纤维的应用推动碳纤维的日益增长。碳纤维通常用于制造计算机、生产手机、办公用品生产等，在静电消散与电磁屏蔽等方面的应用日益增加。
2.4碳纤维技术在汽车领域的应用
现如今，碳纤维材料得以在汽车制造行业中获得高度认可，在汽车内外装饰中获得全面语用。碳纤维作为汽车中广泛运用的材料，其最大的优势就是强度大集质量轻的特点，利用碳纤维材料可推动汽车实现轻量化的突破性发展，最大程度的实现能源效果。业界强调，碳纤维在汽车制造领域中将会获得广泛运用。如福特与保时捷生产的GT型赛车发动机机罩现已全都应用碳纤维材料；奔驰的57S型轿车的内饰也利用碳纤维替代了以往的木质材料；通用的雪福来轿车底盘内装饰材料也逐渐运用了碳纤维材料。宝马公司在生产M6型轿车的过程中已经采用碳纤维材料作为顶棚材料，并实施了技术处理，最大程度的保持了金属材料的光泽。
3碳纤维技术的未来发展趋势
3.1坚持自主创新是我国碳纤维技术发展的唯一出路
二十年前，美国对于碳纤维进口就已经进行了相关规定。对于本国国防和工业生产所需的碳纤维材料必须是由本国国防生产进行了严格规定。紧随其后，德国和法国等众多国家已迈进自主研发阶段，然而，对于核心技术的掌握依旧需要精细化。对于此方面的核心技术依旧掌握在日本国家。时至今日，很多国家在面对原丝核心技术的开发过程中，可依旧信心不足。我国技术的发展不能获得研发技术的有效支持，只能利用进口方式进行实现。由此表明，我国不能仅依靠引入国外的相关技术实现制造行业的发展，应该尽自身最大的努力钻研新型技术，才能实现自给自足、自强不息。
3.2研发应该从源头抓起
聚丙烯晴基碳纤维材料，势必要紧抓聚丙烯晴基炭纤维的原丝质量。聚丙烯晴基炭纤维具有表面光滑和好强化致密化以及原丝高纯化是高性能碳纤维制造至关重要的任务。碳纤维的质量在原丝质量的影响之下，不断的提高生产成本，在聚丙烯晴基炭纤维生产过程中，碳化比率通常在其中占45%左右，聚丙烯晴基炭纤维原丝在总成本中大约占50%。聚丙烯晴基炭纤维原丝是高性能碳纤维制造过程中不容忽视的条件之一。
结论：
总的来讲，因为碳纤维在航天航空领域中的广泛运用在人类社会各个领域中得以不断拓展，逐渐适应市场的变化需求，最大限度的推动自主创新能力，在产品的研发与对标式技术的自主拼盘创新的过渡，现如今，针对碳纤维技术在市场中拥有很大的发展前景，加强碳纤维技术中存在问题的不断改善，最大限度的提高碳纤维材料的整个性价比，尽可能提升复合材料的整体性能等，我国碳纤维技术的发展还应该不断的实现突破。
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