圖：碳纖維耐溫最高達(dá)攝氏一千二百度，可用作保溫,、隔熱材料,，是石棉布的理想替代材料 碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強(qiáng)度比鋼大,、密度比鋁小,、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫,、又能像銅那樣導(dǎo)電,，具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料,，在國(guó)際上被譽(yù)為「黑色黃金」,。地位上升有價(jià)無(wú)市 碳纖維繼石器和鋼鐵等金屬后，被國(guó)際上稱(chēng)為「第三代材料」,，因?yàn)橛锰祭w維制成的復(fù)合材料具有極高的強(qiáng)度,，且超輕、耐高溫高壓,。碳纖維是目前世界上首選的高性能材料,，具有高強(qiáng)度、耐高溫,、抗疲勞,、導(dǎo)電、質(zhì)輕,、易加工等多種獨(dú)特而優(yōu)異的性能,，正逐步征服和取代傳統(tǒng)材料,，具有十分廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展空間。目前不僅已被廣泛應(yīng)用于航天,、航空和始終處于科技最前沿的軍事領(lǐng)域,，在機(jī)械電子、建筑材料,、文體,、化工、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域也有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),。權(quán)威專(zhuān)家認(rèn)為,，碳纖維的出現(xiàn)是世界材料史上的又一次革命。目前,，只有日本,、美國(guó)、德國(guó)等少數(shù)國(guó)家可以做到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),。 用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料所做的飛機(jī)不但輕巧,，而且消耗動(dòng)力少，推力大,，噪音�,。挥锰祭w維制電子計(jì)算機(jī)的磁盤(pán),，能提高計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存量和運(yùn)算速度,；用碳纖維增強(qiáng)塑料來(lái)制造衛(wèi)星和火箭等宇宙飛行器，機(jī)械強(qiáng)度高,，質(zhì)量小,，可節(jié)約大量的燃料。中國(guó)發(fā)射「神六」飛船,，碳纖維就立下了很大功勞,。 隨著碳纖維在高科技領(lǐng)域地位不斷上升，它的價(jià)格也直在線(xiàn)漲,，目前日,、美等國(guó)的碳纖維在出產(chǎn)時(shí)的成本價(jià)格每公斤不過(guò)合一千元人民幣，但到達(dá)中國(guó)時(shí),，價(jià)格卻已是三千六百多美元,，而且現(xiàn)在還越來(lái)越呈現(xiàn)出「有價(jià)無(wú)市」的行情。 生于遼寧大連的蕭忠淵在二○○○年設(shè)計(jì)安裝了具有自主科研能力的內(nèi)地第一條碳纖維生產(chǎn)線(xiàn),，并通過(guò)了國(guó)家「863」專(zhuān)家組鑒定�,，F(xiàn)在他所在的大連興科碳纖維有限公司是中國(guó)第一個(gè)碳纖維產(chǎn)業(yè)化基地，綜合生產(chǎn)能力國(guó)內(nèi)第一,，世界排名第十一位,。蕭忠淵被譽(yù)為中國(guó)「碳纖維掌門(mén)人」,。 說(shuō)蕭忠淵是個(gè)「奇人」不為過(guò)。以年產(chǎn)量二百?lài)嵶笥业奶祭w維為例,，他自主研制的生產(chǎn)線(xiàn)在用電方面的指標(biāo)要求是四百千伏安,，一年下來(lái)，附屬材料費(fèi)不超過(guò)一百五十萬(wàn),；而美,、日同類(lèi)生產(chǎn)線(xiàn)的用電指標(biāo)是二千二百五十千伏安，一年的附屬材料費(fèi)高達(dá)一千多萬(wàn)元,�,！� 另外,，即使是一些國(guó)家出口到中國(guó)的質(zhì)量很低的碳纖維原料,，蕭忠淵都能用這些原料生產(chǎn)出與國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品相差無(wú)幾的高強(qiáng)度、高性能碳纖維,。 民用領(lǐng)域作用更大 蕭忠淵解決了具有耐熱梯型結(jié)構(gòu)的有機(jī)預(yù)氧絲經(jīng)過(guò)高溫?zé)崽幚磙D(zhuǎn)化為含碳量在百分之九十二以上的無(wú)機(jī)碳纖維的技術(shù)問(wèn)題,。實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵設(shè)備是碳化爐，其核心技術(shù)是寬口碳化爐及其配套的迷宮密封,、廢氣排除和牽伸系統(tǒng),。對(duì)于ht級(jí)碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)，爐口寬度需在一米以上,，而且要正壓操作,，就需非接觸式迷宮密封裝置；為使熱解廢氣不污染纖維,，排除系統(tǒng)要暢通而瞬時(shí)排出,；牽伸系統(tǒng)則是制造高性能碳纖維重要手段。生產(chǎn)碳纖維的碳化爐,，包括爐襯,、保溫層、發(fā)熱體,，其特殊之處在于在爐膛上方設(shè)有吸附帶,，吸附帶的兩端經(jīng)爐襯延伸至爐外，拉動(dòng)吸附帶,，可使其一部分從爐膛內(nèi)移出,，另一部分進(jìn)入爐膛內(nèi)。特點(diǎn)是：在爐膛內(nèi)設(shè)置吸附帶可以有效地吸附焦油且不易脫落,，同時(shí)還可以將積存有焦油的吸附帶移出爐外進(jìn)行清洗,，因此該碳化爐可以生產(chǎn)出各種規(guī)格的碳纖維絲。 「其實(shí),，在當(dāng)前的國(guó)際環(huán)境下,，碳纖維在民用領(lǐng)域的作用更大,。」蕭忠淵說(shuō),。用碳纖維原料制成的取暖器更省電,，熱量更高；用碳纖維原料制成的水管加熱模和地面及墻壁,，可以節(jié)省很多的供暖費(fèi)用,；用碳纖維原料制成的車(chē)體，可以減輕車(chē)輛很大一部分重量,。 蕭忠淵介紹,，碳纖維可通過(guò)高分子有機(jī)纖維的固相碳化或低分子烴類(lèi)的氣相熱解來(lái)制取。目前世界上生產(chǎn)銷(xiāo)售的碳纖維絕大部分都是用聚丙烯?纖維的固相碳化制得的,。其產(chǎn)生的步驟為A預(yù)氧化：在空氣中加熱,，維持在二百至三百度數(shù)十至數(shù)百分鐘。預(yù)氧化的目的是使聚丙烯?的線(xiàn)型分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯型結(jié)構(gòu),，以使其在高溫碳化時(shí)不熔不燃而保持纖維狀態(tài),；B碳化：在惰性氣氛中加熱至一千二百至一千六百度，維持?jǐn)?shù)分鐘至數(shù)十分鐘,，就可生成產(chǎn)品碳纖維,。所用的惰性氣體可以是高純的氮?dú)狻鍤饣蚝�,，但一般多用高純氮�(dú)�,；C石墨化：再在惰性氣氛（一般為高純氬氣）加熱至二千至三千度，維持?jǐn)?shù)秒至數(shù)十秒鐘,；這樣生成的碳纖維也稱(chēng)石墨纖維,。 中國(guó)首個(gè)碳纖企業(yè) 蕭忠淵長(zhǎng)期從事高性能碳纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域內(nèi)的科研轉(zhuǎn)化工作，經(jīng)過(guò)多年虛心求教和不斷探索,，終于攻克了中國(guó)碳纖維專(zhuān)業(yè)化,、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的難題，并在大連投資創(chuàng)立了內(nèi)地第一個(gè)碳纖維產(chǎn)業(yè)化企業(yè)──大連興科碳纖維有限公司,。這家企業(yè)擁有高強(qiáng)度PAN基碳纖維自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),，生產(chǎn)碳纖維的關(guān)鍵設(shè)備碳化爐，于二○○二年獲得中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的實(shí)用新型專(zhuān)利證書(shū),，他們還編制了中國(guó)第一部高強(qiáng)度「PAN基碳纖維標(biāo)準(zhǔn)」,。 中國(guó)碳纖維專(zhuān)家趙稼祥認(rèn)為，目前興科公司擁有的年產(chǎn)量八百?lài)嵉纳a(chǎn)能力,，已是中國(guó)最大的碳纖維生產(chǎn)企業(yè),，產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平。 大連興科碳纖維的產(chǎn)品已開(kāi)始被國(guó)家大型軍工企業(yè)批量使用,。此外,，他們還開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)碳纖維下游產(chǎn)品,，并與大連理工大學(xué)等國(guó)內(nèi)科研院所、軍工企業(yè),、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了密切協(xié)作,。 中國(guó)工程院院士杜善義等人認(rèn)為，大連碳纖維專(zhuān)案的建立可以進(jìn)一步整合現(xiàn)有資源,，做強(qiáng),、做大碳纖維產(chǎn)業(yè)，加速現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代,。
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