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碳纤维国内外差距的原因分析

日期:2014-07-21 16:24阅读次数:
  碳纤维的制备过程冗长,主要包括原料合成、纤维成型、预氧化以及炭化等几十道工艺环节,包含着高分子化学、高分子物理、材料科学等多项学科错综复杂、精深的科学内涵,确实属于材料学科中一个技术含最极高的高难度项目,只有同时具备最充分的基础科学理论的支撑、最先进的基础工业技术的保障及最精细的操作和最严格的管理三大要素才能获得成功。但是,我国碳纤维工业的现状表明,这三大要素都存在欠缺,其中最薄弱的还是基础科学理论的研究。
 
碳纤维布
(图示:碳纤维布)
 
  近三十年来的科学实践中,我国科研人员在大量的成功与失败后,在制约碳纤维发展诸多原因的分析中,对原丝水平的长期落后是碳纤维水平提高的“瓶颈”这一点终于达成了共识。原丝对碳丝的讯要性上也应验了“先天不足,后天难补”的规律。
 
  由于近年来国外二三流原丝的流入,具备了进行比较的可能性,目前发现除了直径、强度和结晶取向外,初始模量、断裂伸长、分子量及其分布、热性能和元素分析等方而基本接近。纤维形态结构上的差异比较明显:直径不如国外原丝细、偏差大之外,从SEM照片上也可明显看出国产原丝存在较多、较大的缺陷与孔洞。强度数据稍低,不匀率偏大,结晶取向较小。这些差距是否就是两种原丝质量差别的要害,还不敢肯定,但是衡最优质原丝的关键指标的缺乏,确实是当今国产原丝制备中存在的最严重的问题之一。
 
  缺陷是导致材料强度下降的最主要因素.对典型脆性材料碳纤维更是最致命的因素。但是,对于缺陷形成原因的深人研究,尤其对于原丝中以及原丝向碳纤维转化过程中,缺陷是如何产生又如何可以避免的机理.了解甚少。因此,我国碳纤维的发展,在一段时期内,停滞不前.与国外的差距越拉越大。

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