目前，市場上供應(yīng)的碳纖維按原料分有粘膠碳纖維、聚丙烯腈(PAN)碳纖維和瀝青碳纖維三類。用人選絲制造碳纖維的歷史可以追溯到1880年愛迪生發(fā)明的白熾電燈絲，但那種碳纖維含有大量孔隙，是非常脆弱的。近代碳纖維的研究起始于本世紀(jì)50年代中期，那時(shí)是在1000℃下的惰性氣氛中處理人造絲來制備碳纖維，其抗張強(qiáng)度僅為275MPa。1959年出現(xiàn)了低溫預(yù)處理、高溫再碳化的分段工藝，使碳纖維的抗張強(qiáng)度提高到330-900MPa之間。
（圖示：碳纖維原絲）
在60年代進(jìn)行廣泛研究的荃礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)碳纖維的強(qiáng)度和模量與它的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，理想的結(jié)構(gòu)應(yīng)為無明顯孔隙的石般結(jié)構(gòu)，且其晶體沿纖維軸取向。Bacon指出，當(dāng)石墨基面(dool)平行于纖維軸時(shí)，其杭張強(qiáng)度高于20GPa，彈性模量高于690GPa，并得出理論上最大彈性模量為1000GPa。為了盡可能接近這種理想結(jié)構(gòu)，應(yīng)從以下三個(gè)方面改進(jìn)技術(shù)措施。第一是原材料的選擇，應(yīng)該選擇碳化過程中殘?zhí)剂扛�，失重少以減少收縮，同時(shí)還應(yīng)有高度的分子取向性，并能在后序工藝階段得以保持。第二是碳化前的預(yù)處理，處理的目的是穩(wěn)定碳纖維，防止它熔化或分解。第三是碳化、石墨化工藝的選擇，這個(gè)階段的工藝對(duì)碳纖維的力學(xué)能力有很大的影響，特別是抗拉強(qiáng)度和模量。
除了上述的處理外，不能忘了碳纖維的表面處理，它能讓碳纖維和基體材料結(jié)合緊密。關(guān)于表面處理的內(nèi)容，這篇文章就不細(xì)細(xì)講了，感興趣的可以看看無錫威盛官網(wǎng)的另一篇文章《碳纖維表面處理方法有哪些》。
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