[科普中国]-气相成长碳纤维

气相成长碳纤维又称化学气相沉积碳纤维。指特定混合气在高温下热解沉积在催化剂微粒上成长成碳纤维。直径几微米，抗氧化和耐腐蚀性优良。制法是将碳氢化合物的蒸气与铁、镍、硫及其氧化物或盐类微粒等催化剂源和氢氧接触，再经石墨化处理面得，也可制成弹簧状。用于先进复合材料的增强剂和弹簧等。

碳纤维分类碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中碳元素占总质量的90%以上，由于原料和制法不同，所得碳纤维的性能也不一样：当前，各国大多按照习惯对碳纤维进行分类，它们大致分为以下三类：

(1)按照原料分类：纤维素基(人造丝)或黏胶基；聚丙烯睛基；沥青(各向同性、各向异性中间相)基；酚醛基。

(2)按照制造条件和方法分类：碳纤维(800~1600℃)；石墨纤维(2000~3000℃)；活性碳纤维，气相成长碳纤维。

(3)按照力学性能分类：通用级(GP)；高性能(HP)；其中包括中强型(MT)、高强型(HT)、超高强型(UHT)、中模型(1M)，高模型(HM)、超高模型(UHM)。

碳纤维是有机纤维在1000℃以上高温下碳化且含碳量高于85%的纤维，碳化温度在2300℃以上且含碳量高于98%的碳纤维，因石墨化程度高故称为石墨纤维。

碳纤维是直径为7~10btm的单丝集合丝束，每束有1000~30000根：

根据原料不同，碳纤维有五种，即黏胶基，酚醛基、PAN(聚丙烯睛)基，沥青基和气相成长纤维。黏胶基碳纤维和酚醛基碳纤维市场正在逐步缩小；气相成长纤维正处在开发阶段：PAN碳纤维与沥青碳纤维在性能上可相媲美，相互补充，正在并驾齐驱地向前发展。1

碳纤维技术发展首先对碳纤维技术的发展应有充分的认识，世界上碳纤维的发展，聚丙烯腈基碳纤维正处于稳步增长时期；离，泣能沥青基碳纤维正处于广泛开展全面技术开发和应用的阶段即将进入大发展时期；粘胶基和醋醛基碳纤维只维持小批量乍产以满足特殊需要，气相成长碳纤维正在逐步突破工业化的关键技术。国外聚丙烯购基碳纤维性能最高的东丽开发的T-1000聚丙烯腈基碳纤维，强度72kg/mm2，延伸度2.4%，模量30t/mm2。世界上各大厂家己相继开发投产高强中模碳纤维新品种,强度> 400kg/mm2.因为它的加工性能优越，已有迹象表明正在逐步取代常规的T-30/碳纤维，沥青基碳纤维已发展到强度高达690Kg/mm2伸度0.74%，模量93t/mm2的超高性能碳纤维，所以世界上碳纤维作为高性能新材料将有很大的开发前景。2

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学