瀝青基碳纖維是一種以石油瀝青、煤瀝青、萘等芳烴物質為原料制成的含碳量高達95%的特種纖維,具有高比強、高比模、高比熱容、高熱導率、耐腐蝕、低密度、低熱膨脹系數和低磨損率等特性。由于其出色的性能,瀝青基碳纖維在航天航空、國防軍工、軌道交通、土木建筑、文體休閑、醫療器械及新能源等領域得到了廣泛應用。
根據制造過程中瀝青基碳纖維的結構特征,我們可以將其分為高性能瀝青基碳纖維和通用級瀝青基碳纖維。高性能瀝青基碳纖維,或稱為中間相瀝青纖維,具有典型的石墨結構,強度和模量較高,主要用于高級別的結構增強和功能材料應用。通用級瀝青基碳纖維,或稱為各向同性瀝青纖維,由于其制備工藝和性能相對較低,主要用于短纖或者碳氈等初級產品的制備。
我國的瀝青基碳纖維研究工作起步較晚。20世紀70年代初期,我國開始開展煤瀝青基碳纖維的研究工作,但最終由于產品性能較低、穩定性不高,不能滿足市場需求,沒能實現產業化。然而,隨著科技的不斷進步,我國在瀝青基碳纖維領域的研究已經取得了顯著成果。
1978年,山西煤化研究所開始通用級瀝青基碳纖維的研制工作,并于1985年通過了實驗室的鑒定驗收。在此之后,我國又開始了石油瀝青紡絲技術的研究探索,并在中型裝置上成功制備出了紡絲瀝青,其性能均達到了國外通用級碳纖維的質量指標要求。隨著技術的進一步發展,我國已經開始對中間相瀝青進行調制,以制備高性能瀝青基碳纖維。
總體來說,雖然我國的瀝青基碳纖維研究及應用歷史較短,但是發展迅速,目前已處于全球瀝青基碳纖維發展的前沿。然而,要實現我國瀝青基碳纖維的廣泛應用和產業化發展,仍需要在技術研發、產品質量、市場推廣等方面做出更多的努力。
首先,技術研發是推動瀝青基碳纖維行業發展的關鍵。國內外的實踐已經證明,無論是高性能還是通用級瀝青基碳纖維,其制備過程中的每一步都需要精細的工藝控制和技術支持。因此,我們需要加大在瀝青調制、紡絲、預氧化、碳化和石墨化等關鍵技術上的研發投入,以提升我國瀝青基碳纖維的整體質量。
其次,提升產品質量和穩定性是實現產業化的基礎。當前,我國瀝青基碳纖維的制備技術已經接近國際水平,但在產品質量和穩定性上仍存在一定差距。因此,我們需要通過精細化管理和技術創新,提高產品的質量和穩定性,以滿足市場需求。
最后,市場推廣是推動瀝青基碳纖維行業發展的關鍵。作為一種新型的高性能材料,瀝青基碳纖維的應用前景廣闊。然而,由于其價格相對較高,目前主要應用在一些高端領域。要擴大其應用范圍,就需要加強市場推廣工作,讓更多的企業和消費者了解并接受這種新型材料。
總的來說,我國的瀝青基碳纖維行業正處于快速發展階段,未來具有巨大的發展潛力。然而,我們也需要看到其面臨的挑戰和問題。只有通過不斷的科技創新和市場推廣,才能實現我國瀝青基碳纖維行業的長足發展和廣泛應用。讓我們期待這個行業的未來發展成果,它將為我們的生活帶來更多的可能性和便利。