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碳纤维的前世今生
宣传视频 2023/08/09 来源:网络 浏览:158

碳纤维作为当下炙手可热的材料,被人们称之为“黑黄金”,那么你知道它是怎么被发现的吗?早在19世纪70年代,碳纤维便被发明出来。随着真空技术的成熟,斯万发明了白炽灯,并且在1878年得到了专利权。在1879年,爱迪生发明了以碳纤维作为灯丝的白炽灯。他将椴树内皮、黄麻、马尼拉麻和大麻等天然纤维定型后进行高温烘烤;这些纤维素纤维便被碳化成了碳纤维。爱迪生发明的“白炽灯泡碳纤维长丝灯丝制造技术”于1892年获得了美国专利。

人造碳纤维化学纤维的出现

20世纪早期,醋酯和粘胶等人造纤维出现,特别是20世纪中期,聚氯乙烯、聚酰胺和聚丙烯腈等化学纤维的商业化,为美国研发高性能碳纤维提供了前提。20世纪50年代中期,美国人威廉姆•F•阿博特发明了碳化人造纤维提高碳纤维性能的方法。阿博特的发明称,其可使碳纤维的碳密度和硬度更高,在机械力作用时保持纤维形态不被破坏;且直径更细,表面更清洁,柔韧性和弹性更好;纤维直径及性能可设计和控制;原料必须采用粘胶、铜氨和皂化醋酸等再生纤维素纤维及合成纤维,不能采用天然纤维。

高性能碳纤维的出现

碳纤维的现代时代开始于1956年,当时的联合碳化物公司在克利夫兰郊外开设了帕马尔技术中心,是该公司的主要实验室之一,以当时40到50世纪流行的大学式实验室作为蓝本,并且聚集了来自各地的不同背景的年轻科学家。1959年,帕马尔技术中心的科学家发明了高性能人造丝基碳纤维的制备技术。在1960年,贝肯关于石墨晶须的发现发明获得了美国专利。贝肯当时认为,制备石墨晶须还只是实验室成果,要利用其原理制造出有实用价值的碳纤维,路还很长。此后十几年的研究,就是要获得低成本、高效率生产具有石墨晶须特性的高性能碳纤维技术。