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碳纖維材料的研制歷史

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2017/9/12     瀏覽次數:    

  近年來由于能源緊縮,石油價格高漲、交通與燃料成本高漲,于是碳纖維材料的強度高與輕重量特性再次被運輸產業界重新認識,碳纖維的研究很早就有記載,早在1879年人們還是以煤油燈或瓦斯噴氣燈來照明的時代,愛迪生曾為發現新的照明裝置尋找一種能導電并有高電阻、能發熱、發光的材料,當時以竹子纖維加以燃燒氧化制成碳纖維材料,因為碳纖維絲以是實驗室自制,材料過于脆弱不足支撐自己重量強度,較早的碳纖維不足以做為玻璃燈泡內的發光發熱的電熱絲,到了鎢礦材料被制成金屬絲再配合玻璃罩內氬氣的添加技術,如此才真正解決了延長燈絲使用壽命,以電力制成的發光燈泡時代至此才開始,人類可以有耐用的電力照明,夜間活動時間整體延長生產力增加。

  碳纖維生產主要由三種原絲來源:聚丙烯腈、瀝青、嫘縈(人造絲)依不同用途都是很好的先驅物或稱母粒,碳纖維材料技術發展在二次大戰更推向高峰,因此材料可以使用在導彈彈頭抵擋高速飛行中所產生的高溫與輕強的材料,尤其長程導彈飛行中引導導彈中的無線電的信號需要避免外來的電磁波干擾,1960年代社會主義陣營與自由政營美俄雙方交惡冷戰,此材料更是戰略禁運名單,美國在60年代初期由肯尼迪總統宣布–將要超越、蘇俄,先完成人類登陸月球的壯舉,因此兩國為太空競賽更加速雙方投入開發大量研發資源生產質輕而機械強度高的碳纖材料,日本的碳纖維研發也以量技術投入大量資源發展,以大阪研究所發展出的聚丙烯睛纖維氧化燒成碳纖維,之后1965年日本大谷杉郎發現以瀝青系的碳纖維,當時以美國一國就消耗其產量60%以上,美國以Union CarbideCompany聯合碳化物公司(UCC)發展以嫘縈纖維氧化燒解而成技術為主,生產高強度之碳纖維,由于碳纖材料與技術禁止對蘇聯國協的禁運輸,蘇聯對同盟國因此被迫自己發展碳纖,東歐國家有:波蘭、白俄羅斯國,依各區的自然資源分布研發各種特殊的碳纖維材料,波蘭以克拉科克夫區域出產的褐泥碳礦發展出以瀝青為基礎原料的碳纖維材料,白俄羅斯以國內很多的原始森林發展出木質素嫘縈纖維素材料或稱人造絲。
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