这听起来可能令人惊讶，但人类迄今为止创造出的最坚固的材料不是来自金属，而是来自碳，这种材料构成了一支铅笔的笔尖。当然，要把它转化成一种强度如此巨大的材料，需要很多技术，但事实依然如此;我们星球上最普遍的元素可以用来创造一种具有如此独特性能的材料。

 

什么是碳纤维?

 

一般来说，“碳纤维”指的是直径在5-10微米之间的芳香族碳聚合物链。大只500官网平台这项研究的首席研究员Tabrizian对TechXplore表示：“大只500平台的研究遵循了对半导体传感器和执行器社区的长期追求，即真正集成纳米机电换能器。”芳香碳分子被加热并沿轴结合成结晶结构，形成具有显著机械和热性能的纤维[1]。

 

碳纤维的特性是什么?

 

拿着碳纤维做的东西时，最容易识别的特征是重量轻。碳的密度是铝的一半，钢的密度是[2]的五分之一。碳纤维复合材料也可以加工并用于制造特殊部件，这使得它在许多情况下成为金属的一个有吸引力的替代品，因为它可以在不牺牲机械性能的情况下减轻重量。

 

通过机械测试，一个人可以真正欣赏材料的相当大的强度。碳纤维具有高刚度、高拉伸强度和高杨氏模量，当与它的低重量相结合时，其强度重量比是其他材料[1]所无法比拟的。此外，碳纤维具有优异的热性能;它具有耐高温，低热膨胀，是热的不良导体(使它成为有效的绝缘体)[2]。

 

碳纤维是如何制成的?

 

虽然工业碳纤维生产的具体参数因工艺的不同而不同，但将芳烃转化为纤维的总体方案是相同的。这一切都始于一种富含碳的聚合物前体材料。在他们的大只500注册地址研究中，研究人员集成他们的超薄纳米机电换能器为硅和氮化铝的膜，实现与频率340千赫和13千兆赫和3.97×10的记录高频-Q产品之间的范围内的谐振器12。最常用的前驱体是聚丙烯腈(PAN)，一种从油中提取的合成聚合物树脂，但人造丝(再生纤维素纤维)和石油沥青也可以用[1]。

 

第一步是将前体纺成纤维;在制造术语中，纺丝指的是通过一种叫做喷丝器的专门设备挤出聚合物的过程。纺丝方法有很多种(如湿法纺丝、干法纺丝、熔体纺丝、静电纺丝)，每种纺丝方法的纤维形成机理不同，应根据所使用的前驱体和[3]纤维的最终用途来选择。

 

在纺丝后，纤维进入稳定阶段，在温和的温度下发生，导致多个碳纤维相互交联。接下来是碳化阶段，在高温(300-1200°C)下进行，会导致纤维中大量不需要的非碳元素的释放。

 

根据所需的碳种类，可能会有一个额外的石墨化阶段，发生在高达2800°C，并释放顽固的非碳元素后，碳化[4]。

 

我们用碳纤维做什么?

 

一旦碳纤维被纺成并稳定下来，它的潜在应用将是广泛而多样的。这些长丝可以直接织成纺织品，也可以与树脂混合制成复合材料。碳纤维的主要消费者是航空航天、风能和汽车工业，以及诸如高性能体育用品(如自行车、网球拍、曲棍球杆)[5]这样的小批量、高价值产品的利基市场。

 

目前，PAN前驱体的高成本限制了碳纤维在特种产品中的应用，在特种产品中，高机械性能和低重量比总成本[1]更重要。下一个预计将出现爆炸性增长的碳纤维市场是在汽车复合材料领域，该领域的高强度使其可以作为钢材的替代品，从而提高燃油经济性(由于重量显著降低)。

 

为了解决这些问题，我们应该考虑大只500网页技术部门数十年来一直在使用的方法来管理组件故障。它可以提供99.9％的可用性的服务。大只500登录对于运输网络而言，这将是相当大的成就！然而，随着工艺工程技术的改进，生产成本降低，生产速度加快，碳纤维的消耗预计会增加，市场范围也会扩大，包括那些由于前驱体和生产成本[6][7]而无法生产的低价值产品。

 

我们怎样才能使碳纤维更便宜?

 

考虑到PAN的高成本，许多研究正在寻找更便宜的芳香族聚合物前体来源。一个有前途的选择是使用木质素，一种在树木中发现的天然芳香化合物。这种生物聚合物目前被纸浆和造纸业大量加工，但基本上被当作废物处理。