材料化學(xué)課程論文聚丙烯腈基（PAN）碳纖維復(fù)合材料班級：1013241姓名：董鴻文學(xué)號：101324108材料化學(xué)課程論文聚丙烯腈基（PAN）碳纖維復(fù)合材料班級：10碳纖維復(fù)合材料

碳纖維是一種以聚丙烯腈（PAN）、瀝青、粘膠纖維等人造纖維或合成纖維為原料，經(jīng)預(yù)氧化、碳化、石墨化等過程制得含碳量達(dá)90%以上的無機(jī)纖維材料。聚丙烯腈基（PAN）1

瀝青基2

粘膠基3}用途單一，產(chǎn)量單一→綜合性能好，便于大規(guī)模生產(chǎn)，占碳纖維總產(chǎn)量75%以上碳纖維復(fù)合材料碳纖維是一種以聚丙烯腈（PAN）、目前可制造出的碳纖維拉伸強(qiáng)度在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍。抗拉伸模量在23000~43000Mpa亦遠(yuǎn)高于鋼。它的比重不到鋼的1/4，世界主流公司生產(chǎn)的PAN基碳纖維密度在1.75~1.93g/cm3之間。zzzzzzzzz碳纖維復(fù)合材料的性能強(qiáng)度高密度低其他性能耐高溫（2000℃以上），低熱膨脹系數(shù)，比熱容小，出色的抗熱沖擊性，優(yōu)秀的抗腐蝕和抗輻射性能。目前可制造出的碳纖維拉伸強(qiáng)度在3500Mpa以上，是鋼的7~聚丙烯腈基碳纖維的制造PAN選用的原因：1、PAN結(jié)構(gòu)式迄今發(fā)展高性能碳纖維最受人矚目先驅(qū)體2、選用PAN原因a、PAN纖維分子易于沿纖維軸取向；b、碳化收率（1000℃~1500℃）為50%~55%;c、在脫除碳以外的雜原子時(shí)其骨架結(jié)構(gòu)很少破壞;d、在180℃附近存在塑性，便于紡絲后的改性處理和經(jīng)受高溫碳化處理。I→600pm←IPAN鏈的無規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)PAN纖維→預(yù)氧化→碳化→石墨化→PAN基碳纖維聚丙烯腈基碳纖維的制造PAN選用的原因：1、PAN結(jié)構(gòu)式迄今PAN碳纖維原絲微觀圖【1】PAN碳纖維原絲截面圖【2】PAN纖維截面SEM照【3】PAN碳纖維表面結(jié)構(gòu)PAN碳纖維原絲微觀圖【1】PAN碳纖維原絲截面圖【2】PAPAN碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用1.航空航天：航天飛機(jī)、運(yùn)載火箭、導(dǎo)彈衛(wèi)星、民用商業(yè)飛機(jī)2.體育休閑：球桿球拍、箭弓、魚竿、自行車3.能源和工業(yè)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，太陽能基板、高檔汽車、建筑板材、裝備制造PAN碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用1.航空航天：航天飛機(jī)、運(yùn)載火箭、

航空航天長征6號運(yùn)載火箭歐洲空客A380美國航天飛機(jī)航空航天長征6號運(yùn)載火箭歐洲空客A380美國航天飛機(jī)體育休閑高爾夫球桿捷安特XTC-ADV-SL釣魚竿網(wǎng)球拍體育休閑高爾夫球桿捷安特XTC-ADV-SL釣魚竿網(wǎng)球拍

能源和工業(yè)海洋風(fēng)力發(fā)電太陽能電池板F1方程式賽車寶馬碳纖維改裝車

能源和工業(yè)海洋風(fēng)力發(fā)電太陽能電池板F1方程式賽車寶馬碳全球PAN碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

TorayTohoHexcel臺塑集團(tuán)SGLAksaCytecMitsubishi

Electric

ZoltekAldila世界PAN碳纖維主要生產(chǎn)企業(yè)全球PAN碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況TorayTohoHexc全球主要企業(yè)PAN碳纖維產(chǎn)能全球主要企業(yè)PAN碳纖維產(chǎn)能聚丙烯腈(PAN)基碳纖維復(fù)合材料ppt課件我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

我國對碳纖維的研究起步較早，始于20世紀(jì)60年代，國家863計(jì)劃、973計(jì)劃等均對碳纖維研制進(jìn)行了支持，但進(jìn)展較緩慢，產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口。2000年以來，在以師昌緒院士為首的一批材料界前輩的大力推動下，我國碳纖維研發(fā)取得了長足的進(jìn)步。在國內(nèi)科研院所和以中國航天四院為代表的一大批企業(yè)的參與下，完成了高強(qiáng)中模碳纖維和基本型高模高強(qiáng)纖維制備技術(shù)的攻關(guān)，今后的研發(fā)重點(diǎn)將圍繞超高強(qiáng)中模和更高性能的高模高強(qiáng)碳纖維制備技術(shù)展開。截止2011年底，中國大陸具備500t產(chǎn)能以上規(guī)模、具有原絲和碳纖維制備的企業(yè)共有7家，其中有4家企業(yè)建起千噸以上產(chǎn)能規(guī)模。我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況我國對碳纖維的研究起步較2009年，中鋼集團(tuán)在吉林市成立江城碳纖維有限公司，投資新建2000噸碳纖維生產(chǎn)線及制品加工線；2009年，總投資達(dá)30億元的碳纖維項(xiàng)目正式落戶康平縣，計(jì)劃5年內(nèi)建成年產(chǎn)1.25萬噸聚丙烯腈碳纖維原絲項(xiàng)目、年產(chǎn)5000噸PAN碳纖維項(xiàng)目、年產(chǎn)360萬m2預(yù)浸料生產(chǎn)基地。投資3.27億元的碳纖維項(xiàng)目一期土建工程已基本完成，2011年初開始試生產(chǎn)。2009年，石油吉林石化公司和吉林化纖集團(tuán)分別啟動1000噸、5000噸規(guī)模的碳纖維原絲生產(chǎn)項(xiàng)目。2010年3月份，總投資51億元的碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在三河市燕郊開發(fā)區(qū)開工建設(shè)，建成后年產(chǎn)碳纖維原絲1萬噸、碳纖維復(fù)合材料3000噸。2007年8月成立江蘇恒神纖維材料有限公司，已投入18億元，現(xiàn)有年產(chǎn)聚丙烯腈碳纖維3000噸、碳纖維織物1000萬m2、碳纖維預(yù)浸料100萬m2和各種復(fù)合材料制品的生產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)到“十二五”末期總投資將達(dá)50億元。2010年，中復(fù)神鷹碳纖維公司通過碳纖維及關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)項(xiàng)目的國家級鑒定，標(biāo)志著我國成功實(shí)現(xiàn)碳纖維國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，建成國內(nèi)首臺套規(guī)模最大、技術(shù)成熟的千噸級生產(chǎn)線。2009年，中鋼集團(tuán)在吉林市成立江城碳纖維有限公司，投資新建國內(nèi)碳纖維研究學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)及個(gè)人1、楊玉良，科技部“973”計(jì)劃“高性能碳纖維相關(guān)重大問題的基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目首席科學(xué)家，中國科學(xué)院院士，復(fù)旦大學(xué)校長2、徐樑華，國家碳纖維工程技術(shù)研究中心主任，北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副院長2、余木火，東華大學(xué)纖維材料改性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任，東華大學(xué)研究院副院長楊玉良院士國內(nèi)碳纖維研究學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)及個(gè)人1、楊玉良，科技部“973”計(jì)劃

碳纖維因品種和質(zhì)量的不同，價(jià)格從100多元/kg到5萬多元/kg都有。其中，走小批量、高精尖的品種，我們不妨戲稱為“貴族碳纖維”，而量大、價(jià)格相對低的碳纖維，我們則戲稱為“平民化碳纖維”。中國堪稱是世界碳纖維研發(fā)的“老人”，但卻是產(chǎn)業(yè)化的“新手”，所以，對于中國眾多碳纖維企業(yè)來說，探討“平民化”之路有實(shí)質(zhì)意義。總結(jié)碳纖維因品種和質(zhì)量的不同，價(jià)格從100多元參考文獻(xiàn)[1]徐樑華：高性能PNA基碳纖維國產(chǎn)化進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].中國材料進(jìn)展，2012，31（10）：7-13[2]陳利，孫穎，馬明：高性能纖維域成形體的研究[J].中國材料進(jìn)展，2012，31（10）:21-29[3]韓克清，嚴(yán)斌，余木火：碳纖維及其復(fù)合材料高效低成本制備技術(shù)進(jìn)展[J].中國材料進(jìn)展，2012，31（10）:30-35[4]郭敏怡:我國高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[M].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2012,2:53-58[5]鄭寧來:中國航天公司研制成功碳纖維新產(chǎn)品[J].合成纖維，2011,40（7）:14-15[6]賀福:研制高性能碳纖維已是當(dāng)務(wù)之急[J].高科技纖維與應(yīng)用，2010,35（1）：14-18[7]錢伯章:國內(nèi)外碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域、市場需求以及碳纖維產(chǎn)能