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碳素纖維線的曆史背景

碳素纖維線的曆史背景

發布日期:2019-09-03 09:49 來源: 點擊:

碳素纖維線的曆史背景
1880年美国爱迪生首先将竹子纤维碳化丝,作为电灯泡内之发光灯丝,开启了碳纤维(Carbon Fiber,简称CF)之纪元。碳纤维用在结构材料,首先面世者,则以美国Union Carbide公司(U.C.C.)为代表,并于1959年将嫘萦纤维为质料,通过数千百度之高温碳化后,得到弹性率约40GPa,强度约为0.7GPa之碳纤维;尔后,1965年该公司又用相同质料于3000℃高温下延伸,开发出丝状高弹性率石墨化纤维,弹性率约500GPa,强度约为2.8GPa。

另外,于日本大阪工业技术试验所之进藤博士,则以Polyacrylonitrile(简称PAN)聚丙烯腈为质料,通过氧化与数千度之碳化工程后,得到弹性率为160GPa,强度为0.7GPa之碳纤维。1962年日本碳化公司(Nippon Carbon Co.)则用PAN为质料,制得低弹性系数(L.M.)之碳纤维。东丽公司亦以PAN纤维为质料,开发了高强度之CF,弹性率约为230GPa,强度约为2.8GPa,并于1966年起有每月量产1吨之规划;同时亦开发了碳化温度2000℃以上之高弹性率CF,弹性率约400GPa,强度约为2.0GPa。于1965年,群马大学大谷教授,利用加热氯乙烯(Vinyl Chloride)得到之沥青(Pitch),通过熔融纺丝、不消融与碳化工程处理后,得到普通级碳纤维;大谷教授亦可利用木质素(Lignin)为质料制作碳纤维。

碳纖維之需求量雖逐漸擴大,但1991年今後冷戰完畢後,軍事用途之使用量萎縮,複因泡沫經濟與景氣蕭條,供需失去平衡,工業受到沖擊。但是,美國波音公司新銳機型B777之生産,加上土木、修建、汽車與複合材料之擴大應用,碳纖維工業逐漸緩步生長中。

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