碳纖維的起源

1880年，美國發明家愛迪生首先將竹子纖維碳化成絲，作為電燈泡內發光燈絲，開啟了碳纖維（CarbonFiber，簡稱CF）的先河。碳纖維用于結構材料的首創者，則以美國UnionCarbide公司（U.C.C.）為代表，于1959年以螺距纖維為原料，經過數千百度的高溫碳化后，得到彈性率約40GPa，強度約為0.7GPa的碳纖維；1965年該公司又用相同原料于3000℃高溫下延伸，開發出絲狀高彈性石墨化纖維，彈性率約500GPa，強度約為2.8GPa。 123,123

　　1961年，日本大阪工業技術試驗所進藤召男博士，以Polyacrylonitrile（簡稱PAN）聚丙烯腈為原料，經過氧化與數千度的碳化工序后，得到彈性率為

　　160GPa、強度為0.7GPa的碳纖維。 123,123

　　1962年，日本碳化公司（NipponCarbonCo.）用PAN為原料，制得低彈性系數（L.M.）碳纖維。東麗公司亦以PAN纖維為原料，開發了高強度CF，彈性率約為230GPa，強度約為2.8GPa，并于1966年起達到每月量產1噸的規模，與此同時他們還開發了碳化溫度2000℃以上的高彈性率CF，彈性率約400GPa，強度約為2.0GPa。PAN系碳纖維產量于1992年已達6500噸／年，至2000年已超過1萬t/a以上。 123,123

　　雖然碳纖維需求量逐漸擴大，但于1991年冷戰結束后，軍事用途使用量萎縮，又因經濟蕭條，供需失去平衡，產業受到沖擊。然而，美國波音公司新銳機型B777的生產，加上土木、建筑、汽車與復合材料應用領域的擴大，使得碳纖維產業逐漸緩步成長。 copyright 123456

　　碳纖維的種類

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　　經高溫處理后，其含碳量超過90％以上的纖維材料，稱之為碳纖維。碳纖維的分類有許多方法，可依原料、性能、形態來進行分類。若依原料可分為聚丙烯腈（Polyacrylonitrile）系碳纖維；瀝青（Pitch）系碳纖維。其中聚丙烯腈（Polyacrylonitrile）系碳纖維具有高強度、高彈性率的性質，在航空器材、體育、休閑娛樂等領域大范圍使用。瀝青（Pitch）系碳纖維具有的高彈性模量、高導熱性等特性是聚丙烯腈系碳纖維所達不到的，通常以長纖維形態被利用。由于瀝青系碳纖維為高模量級纖維，比彈性模量顯著優良，故適合于支配剛性結構物輕量化并賦予其結構剛性。另外，瀝青系碳纖維具有高導熱性、低電阻、低熱線性膨脹率及化學穩定性好等特性。

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　　依機械性能可分為超高彈性率碳纖維(UHM類型)，彈性率600GPa以上，強度2500MPa以上；高彈性率碳纖維(HM類型)，彈性率350GPa～600GPa，強度2500MPa以上；中彈性率碳纖維(IM類型)，彈性率280GPa～350GPa，強度3500MPa以上；標準彈性率類型碳纖維(HT類型)，彈性率200GPa～280GPa，強度2500MPa以上；低彈性率碳纖維(LM類型)，彈性率200GPa以下，強度3500MPa以下。 內容來自123456