碳纤维复合材料的发展和技术

 中国从1997年开始从国外引进碳(C)纤维复合材料(Material)加固混凝土(Concrete)结构技术研究（research)。碳纤维配件一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，此前世界上碳纤维技术发达的国家（美国、德国、日本、韩国），对于向中国输出碳纤维产品和技术，保持着极其谨慎的态度。即使在目前，我国碳纤维以及碳纤维制品的进口，还受到发达国家的严格控制。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。成为了研究和工程(Engineering)应用的热点。国内已有数十个高校和科研院所开展(kāi zhǎn)了此项研究工作，并取得了一批接近国际先进水平的研究成果。由于中国具有世界上最为巨大的土木建筑市场(shì chǎng)，碳纤维加固建筑结构的应用将呈现不断增长的的趋势（trend)。碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备(Equipment)必不可少的战略（strategy）基础材料。将碳纤维复合材料应用在战略（strategy）导弹的弹体和发动机（Engine）壳体上，可大大减轻重量，提高导弹的射程和突击能力，如美国80年代研制的洲际导弹三级壳体全都采用碳纤维和环氧(Oxygen)树脂(Resin)(Epoxy resin)复合材料。碳纤维复合材料在新一代战斗机上也开始得到大量使用，如美国第四代战斗机F22采用了约为24%的碳纤维复合材料，从而使该战斗机具有超高音速巡航（to cruise）、超视距作战、高机动性和隐身等特性。碳纤维在舰艇上也有重要的应用价值，可减轻舰艇的结构重量，增加舰艇有效载荷，从而提高运送作战物质资料 的能力，碳纤维不存在腐化侵蚀 生锈的问题(Emerson)。

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