瀝青基碳纖維是一種以石油瀝青、煤瀝青、萘等芳烴物質(zhì)為原料制成的含碳量高達(dá)95%的特種纖維,具有高比強(qiáng)、高比模、高比熱容、高熱導(dǎo)率、耐腐蝕、低密度、低熱膨脹系數(shù)和低磨損率等特性。由于其出色的性能,瀝青基碳纖維在航天航空、國(guó)防軍工、軌道交通、土木建筑、文體休閑、醫(yī)療器械及新能源等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
根據(jù)制造過(guò)程中瀝青基碳纖維的結(jié)構(gòu)特征,我們可以將其分為高性能瀝青基碳纖維和通用級(jí)瀝青基碳纖維。高性能瀝青基碳纖維,或稱為中間相瀝青纖維,具有典型的石墨結(jié)構(gòu),強(qiáng)度和模量較高,主要用于高級(jí)別的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)和功能材料應(yīng)用。通用級(jí)瀝青基碳纖維,或稱為各向同性瀝青纖維,由于其制備工藝和性能相對(duì)較低,主要用于短纖或者碳?xì)值瘸跫?jí)產(chǎn)品的制備。
我國(guó)的瀝青基碳纖維研究工作起步較晚。20世紀(jì)70年代初期,我國(guó)開始開展煤瀝青基碳纖維的研究工作,但最終由于產(chǎn)品性能較低、穩(wěn)定性不高,不能滿足市場(chǎng)需求,沒(méi)能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。然而,隨著科技的不斷進(jìn)步,我國(guó)在瀝青基碳纖維領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了顯著成果。
1978年,山西煤化研究所開始通用級(jí)瀝青基碳纖維的研制工作,并于1985年通過(guò)了實(shí)驗(yàn)室的鑒定驗(yàn)收。在此之后,我國(guó)又開始了石油瀝青紡絲技術(shù)的研究探索,并在中型裝置上成功制備出了紡絲瀝青,其性能均達(dá)到了國(guó)外通用級(jí)碳纖維的質(zhì)量指標(biāo)要求。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)開始對(duì)中間相瀝青進(jìn)行調(diào)制,以制備高性能瀝青基碳纖維。
總體來(lái)說(shuō),雖然我國(guó)的瀝青基碳纖維研究及應(yīng)用歷史較短,但是發(fā)展迅速,目前已處于全球?yàn)r青基碳纖維發(fā)展的前沿。然而,要實(shí)現(xiàn)我國(guó)瀝青基碳纖維的廣泛應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,仍需要在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量、市場(chǎng)推廣等方面做出更多的努力。
首先,技術(shù)研發(fā)是推動(dòng)瀝青基碳纖維行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐已經(jīng)證明,無(wú)論是高性能還是通用級(jí)瀝青基碳纖維,其制備過(guò)程中的每一步都需要精細(xì)的工藝控制和技術(shù)支持。因此,我們需要加大在瀝青調(diào)制、紡絲、預(yù)氧化、碳化和石墨化等關(guān)鍵技術(shù)上的研發(fā)投入,以提升我國(guó)瀝青基碳纖維的整體質(zhì)量。
其次,提升產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。當(dāng)前,我國(guó)瀝青基碳纖維的制備技術(shù)已經(jīng)接近國(guó)際水平,但在產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性上仍存在一定差距。因此,我們需要通過(guò)精細(xì)化管理和技術(shù)創(chuàng)新,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性,以滿足市場(chǎng)需求。
最后,市場(chǎng)推廣是推動(dòng)瀝青基碳纖維行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。作為一種新型的高性能材料,瀝青基碳纖維的應(yīng)用前景廣闊。然而,由于其價(jià)格相對(duì)較高,目前主要應(yīng)用在一些高端領(lǐng)域。要擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,就需要加強(qiáng)市場(chǎng)推廣工作,讓更多的企業(yè)和消費(fèi)者了解并接受這種新型材料。
總的來(lái)說(shuō),我國(guó)的瀝青基碳纖維行業(yè)正處于快速發(fā)展階段,未來(lái)具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。然而,我們也需要看到其面臨的挑戰(zhàn)和問(wèn)題。只有通過(guò)不斷的科技創(chuàng)新和市場(chǎng)推廣,才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)瀝青基碳纖維行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展和廣泛應(yīng)用。讓我們期待這個(gè)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展成果,它將為我們的生活帶來(lái)更多的可能性和便利。