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碳纖維的前世今生(二)

來源:江蘇優(yōu)培德復(fù)合材料有限公司 發(fā)布時間:2017-08-30 15:20:45 瀏覽人次:2412

下面就是介紹碳纖維的歷史了,人們總想給重要的歷史人物盤上高大上的故事,碳纖維的出場也不例外,那就是人盡皆是的愛迪生發(fā)明電燈泡。翻開歷史我們驚奇地發(fā)現(xiàn)同時代尋找燈泡燈絲材料的人不止愛迪生一個人,早在1860年英國人約瑟夫斯旺就已經(jīng)開始用碳絲作為燈絲材料,但可憐的斯旺沒能解決燈泡的真空問題,這樣碳絲發(fā)光發(fā)熱的時候還會在氧氣環(huán)境下氧化,燈泡使用時間太短。一年后愛迪生解決了碳絲問題的同時也解決了真空問題,并申請專利,該燈泡亮了45小時(放到現(xiàn)在肯定是殘次品退貨給差評了,不過那時卻具有劃時代的意義),卻是人類進(jìn)入電燈時代的標(biāo)志。英國人斯旺這下徹底失望了,真是應(yīng)了那句話:成者為王敗者為寇,直到今天如果我們不回顧碳纖維的歷史,斯旺尋找燈絲的故事可能再也不會提起,不過我們也要為那些沒有成功卻做出卓越貢獻(xiàn)的前輩鼓掌。這個故事似乎有了完美的結(jié)局,主人公碳絲登上歷史舞臺,可是半路殺出個程咬金,1910年庫里奇發(fā)明了鎢絲拉制法,讓鎢絲成為燈絲的選擇。碳絲不得不暗淡離場,被拋棄在角落,此后四五十年的時間在冷宮獨守寂寞,凄凄慘慘戚戚。

19世紀(jì)50年代,碳絲又一次登場了,真心佩服碳絲的耐力,估計甄嬛也甘拜下風(fēng)。這次拯救碳絲的是美國基地。當(dāng)時這幫孫子和俄羅斯人開展太空競賽,需要尋找航天飛機耐燒蝕材料,獲知碳熔點在3600℃,高溫強度高,于是乖乖的把碳絲請回實驗室。經(jīng)過一系列的研究,碳絲又隆重的回到歷史舞臺,這次改了一個狂拽酷炫吊炸天的名字:碳纖維。與此同時美國聯(lián)合碳化物公司UCC也進(jìn)入研制行列。1959年,上市的黏膠基碳纖維Thornel-25就是UCC的產(chǎn)品。Thornel-25的拉伸強度只有1290MPa,模量175GPa。同年日本人近藤昭男發(fā)明了用PAN基的碳纖維,也就是我們所說的PAN基碳纖維。近藤昭男重要貢獻(xiàn)有兩方面,一是證明了PAN可制造碳纖維,一是得出PAN原絲要經(jīng)過預(yù)氧化才能碳化成碳纖維,奠定了PAN碳纖維的基礎(chǔ)路線。但是近藤昭男并沒有造出高性能的碳纖維,原因是他的工藝路線造出的碳纖維晶體取向無序,這個會在以后我們重點介紹。所以1962年日本公司制造的PAN碳纖維并未獲得成功,而第二年英國人瓦特改進(jìn)了生產(chǎn)工藝,在生產(chǎn)過程對原絲預(yù)氧絲碳絲施加張力,使晶體取向接近于平行碳纖維軸向,獲取了高性能的碳纖維。至此PAN碳纖維進(jìn)入高速發(fā)展時期,1965年日本人大谷杉郎發(fā)明了瀝青基碳纖維,并在1970年開始商業(yè)化,雖然瀝青基碳纖維并沒有PAN基碳纖維應(yīng)用廣泛,但在高模量碳纖維領(lǐng)域還是舉足輕重的。1971年日本東麗公司與美國聯(lián)合碳化物公司合作生產(chǎn)了T300碳纖維,真讓中國汗顏,比我們早了30多年。后續(xù)請見碳纖維的前世今生(三)

江蘇優(yōu)培德復(fù)合材料有限公司致力于碳纖維等復(fù)合材料汽車及工業(yè)領(lǐng)域的高性能零件開發(fā)、試制、及生產(chǎn),配備有復(fù)合材料不同生產(chǎn)工藝如模壓、RTM、真空導(dǎo)入、纏繞等,根據(jù)不同的產(chǎn)品需求及量綱要求提供整體解決方案。

公司團隊在汽車零部件配套的不同專業(yè)領(lǐng)域如公司管理、市場營銷、項目管理、產(chǎn)品及工藝設(shè)計開發(fā)、質(zhì)量管理等均擁有15年以上的從業(yè)經(jīng)驗,并有著與VOLVO、神龍、通用、上汽等客戶多年的開發(fā)供貨經(jīng)驗,并且具備從產(chǎn)品概念設(shè)計、模擬分析、模具設(shè)計、樣品制造、試驗驗證、一直到批量生產(chǎn)的能力,使得公司有能力專業(yè)從事碳纖維汽車應(yīng)用,及性能要求更高的工業(yè)設(shè)備碳纖維應(yīng)用。

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