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碳纤维材料的研制历史

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2017/9/12     浏览次数:    

  近年来由于能源紧缩,石油价格高涨、交通与燃料成本高涨,于是碳纤维材料的强度高与轻重量特性再次被运输产业界重新认识,碳纤维的研究很早就有记载,早在1879年人们还是以煤油灯或瓦斯喷气灯来照明的时代,爱迪生曾为发现新的照明装置寻找一种能导电并有高电阻、能发热、发光的材料,当时以竹子纤维加以燃烧氧化制成碳纤维材料,因为碳纤维丝以是实验室自制,材料过于脆弱不足支撑自己重量强度,较早的碳纤维不足以做为玻璃灯泡内的发光发热的电热丝,到了钨矿材料被制成金属丝再配合玻璃罩内氩气的添加技术,如此才真正解决了延长灯丝使用寿命,以电力制成的发光灯泡时代至此才开始,人类可以有耐用的电力照明,夜间活动时间整体延长生产力增加。

  碳纤维生产主要由三种原丝来源:聚丙烯腈、沥青、嫘萦(人造丝)依不同用途都是很好的先驱物或称母粒,碳纤维材料技术发展在二次大战更推向高峰,因此材料可以使用在导弹弹头抵挡高速飞行中所产生的高温与轻强的材料,尤其长程导弹飞行中引导导弹中的无线电的信号需要避免外来的电磁波干扰,1960年代社会主义阵营与自由政营美俄双方交恶冷战,此材料更是战略禁运名单,美国在60年代初期由肯尼迪总统宣布–将要超越、苏俄,先完成人类登陆月球的壮举,因此两国为太空竞赛更加速双方投入开发大量研发资源生产质轻而机械强度高的碳纤材料,日本的碳纤维研发也以量技术投入大量资源发展,以大阪研究所发展出的聚丙烯睛纤维氧化烧成碳纤维,之后1965年日本大谷杉郎发现以沥青系的碳纤维,当时以美国一国就消耗其产量60%以上,美国以Union CarbideCompany联合碳化物公司(UCC)发展以嫘萦纤维氧化烧解而成技术为主,生产高强度之碳纤维,由于碳纤材料与技术禁止对苏联国协的禁运输,苏联对同盟国因此被迫自己发展碳纤,东欧国家有:波兰、白俄罗斯国,依各区的自然资源分布研发各种特殊的碳纤维材料,波兰以克拉科克夫区域出产的褐泥碳矿发展出以沥青为基础原料的碳纤维材料,白俄罗斯以国内很多的原始森林发展出木质素嫘萦纤维素材料或称人造丝。
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