碳纤维复合材料已广泛应用于民用大飞机,欧洲空中客车A380使用复合材料达25%左右,美国波音梦幻客机B787使用复合材料达50%。
民用大飞机、支线客机和民用公务机提供树脂体系、高质量的碳纤维预浸料及碳纤维复合材料制件。 碳纤维高强度、高模量、耐腐蚀、抗疲劳等性能,可以有效地提高叶片刚度,减轻叶片重量,增长叶片使用寿命,提高风能利用率。随着大丝束碳纤维的广泛应用,碳纤维价格的不断降低,碳纤维板多少钱,碳纤维在大型叶片中的应用已成为一种趋势。未来风力发电叶片制造中,碳纤维代替部分玻璃纤维应用于叶片、且用量逐步增加是高性能碳纤维复合材料发展的必然结果。
我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维,历经近40年的漫长历程。在此期间,由于国外把碳纤维生产技术列入禁运之列,东莞碳纤维板,严格控制封锁,制约了我国碳纤维工业的发展。我国科技工作者发扬自力更生的精神,从无到有,逐步建成了碳纤维的工业雏型。20世纪70年代初突破连续化工艺,1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国条PAN基碳纤维扩大试验生产线,生产能力为2t/a;20世纪80年代开展了高强型碳纤维的研究, 于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。我国主要研究单位有山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等。
目前国内小规模PAN基碳纤维生产企业和科研院所共十余家,生产企业为吉化公司,生产能力100t/a;现有装置生产总能力号称300t/a,碳纤维板制品,实际年产量不足100t;且产品质量不稳定,达不到T300的水平。目前制约我国碳纤维发展的首要原因是PAN原丝质量不过
1963年,英国皇家航空研究所(RAE)的瓦特和约翰逊成功地打通了制造高性能PAN基碳纤维(在热处理时施加张力)的技术途径
1964年,英国Courtaulds,Morganite和Roii--Roys公司利用RAE技术生产PAN基碳纤维1965年,日本群马大学的大谷杉郎发明了沥青基碳纤维美国UCC公司开始生产高模量黏胶基碳纤维(石墨化过程 中牵伸)
1970年,碳纤维板公司,日本吴羽化学公司生产沥青基碳纤维(10吨/月),日本东丽公司与美国UCC进行技术合作
1971年,日本东丽公司工业规模生产PAN基碳纤维(1吨/月),碳纤维的牌号为T300,石墨纤维为M40
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