碳纖維復合材料分類眾多、性能出色、應用廣泛
2022-10-24
碳纖維的分類標準有很多，目前分類標準主要有：原絲種類、絲束規(guī)格和力學性能。 按原絲種類可以將碳纖維分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖 維三大類。其中，PAN 基碳纖維成品品質優(yōu)異、力學性能優(yōu)良，且相比于另外兩種碳纖 維工藝難度更低，是最主要的碳纖維品種，目前已成為主流，產量占比超 90%;而瀝青 基碳纖維原料調制復雜，產品性能較低，粘膠基碳纖維技術難度大，成本高，兩者產量 均較小。 按絲束規(guī)格可以將碳纖維分為小絲束和大絲束。早期小絲束碳纖維以 1K、3K、6K 為主， 逐漸發(fā)展出 12K 和 24K，其生產工藝難度大，價格較高，但性能優(yōu)異，主要應用于軍工、 航空航天領域;大絲束碳纖維通常指 48K 以上的碳纖維，包括 48K、60K、80K 等，其 生產成本低，性價比高，主要應用于工業(yè)領域。
按力學性能可以將碳纖維分為高強型、高強中模型、高模型和高強高模型等。由于行業(yè) 內沒有統(tǒng)一的標準來劃分碳纖維型號，而日本東麗長期處于行業(yè)龍頭地位，因此其產品 型號具有相對通用性，而我國現行的碳纖維標準型號也逐步追趕上日本東麗。
碳纖維已成為理想的輕量化材料。碳纖維具有出色的力學性能和化學穩(wěn)定性，模量高， 彈性模量在 230GPa 以上;強度比鋼大，抗拉強度在 3500MPa 以上;密度比鋼低，是鋼 的 1/4，同時具有耐腐蝕、耐高溫、導電性能優(yōu)和導熱系數大等特點。
碳纖維的應用領域非常廣泛。主要應用在航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、 碳/碳復合材料、交通建設等領域，并在不同領域碳纖維的使用類型也有所差異。當前全 球小絲束碳纖維行業(yè)標準制定權和定價權牢牢掌握在美國、日本企業(yè)手中，并且因其用 途的敏感性，國外在小絲束碳纖維出口方面實施嚴格管制，我國軍用領域的突破發(fā)展受 到影響。
