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碳纖維除用于高溫絕熱材料外，一般不單獨使用，常加入到樹脂、金屬或陶瓷、碳、水泥等基體中，構(gòu)成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，是一種極為有用的結(jié)構(gòu)材料。它不僅質(zhì)輕、耐高溫，而且有很高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域前景。但是現(xiàn)階段由于制作成本相對來說比較高，所有限制其的應(yīng)用范圍。瀝青基碳纖維的應(yīng)用行業(yè)有以下幾個:
碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域一：土木建筑應(yīng)用
碳纖維增強(qiáng)材料與鋼筋混凝土相比，抗張強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度高5-l0倍，彎曲韌度和伸長應(yīng)變能力高20～30倍，重量卻只有鋼筋混凝土的一半;絕熱性好，用作外裝材料可解決高層建筑的高精度防水，減輕地震負(fù)荷，節(jié)省鋼材。碳纖維用于制造層壓膠合板梁，為建筑業(yè)提供了一種更經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)更完美的建筑梁。為此，碳纖維增強(qiáng)材料已被廣泛應(yīng)用干房屋、橋梁、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施的混凝土結(jié)構(gòu)增強(qiáng)工程中，預(yù)計碳纖維增強(qiáng)材料在土木建筑領(lǐng)域的用量每年增長10%以上。
碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域二：航天應(yīng)用
由于碳纖維復(fù)合材料具有比強(qiáng)度、比鋼度(比模量)高，耐疲勞性能好，可設(shè)計性強(qiáng)等一系列獨特優(yōu)點，其在航空、航天裝備的輕量化，小型化和高性能化上起著無可替代的作用。飛機(jī)通過使用復(fù)合材料達(dá)到輕量化、省能化，使乘客數(shù)與飛行距離增加。一架波音777客機(jī)碳纖維的耗用量達(dá)到7噸左右，美國的無人攻擊機(jī)，全機(jī)由復(fù)合材料制成，飛機(jī)領(lǐng)域的碳纖維需求增長不斷加速。在航天領(lǐng)域，高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料也是導(dǎo)彈、運載火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等結(jié)構(gòu)上不可或缺的戰(zhàn)略材料。如碳/碳復(fù)合材料由于能耐1800℃以上的高溫，耐燒蝕性與抗熱震能力好，比強(qiáng)高，熱膨脹系數(shù)小，適合制作火箭發(fā)動機(jī)的絕熱殼體、噴管喉襯、導(dǎo)彈載入端頭等。這一系列的碳纖維一般都采用的是高性能的碳纖維。
碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域三：體育及醫(yī)療用品應(yīng)用
碳纖維復(fù)合材料可應(yīng)用在高檔文體休閑用品中，如高爾夫球桿、網(wǎng)球拍和釣魚桿等(碳纖維復(fù)合材料的高爾夫球桿要比金屬桿輕近50%);還可用于自行車、賽艇、賽車、弓箭、滑雪板、撐桿和樂器外殼。應(yīng)用于醫(yī)療器械中，主要包括假肢、人造骨骼、韌帶、關(guān)節(jié)以及X光透視機(jī)等。文體用具方面使用的多為通用型碳纖維，醫(yī)療上則使用高性能碳纖維占多。
碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域四：一般工業(yè)應(yīng)用
碳纖維復(fù)合材料在汽車工業(yè)應(yīng)用于車軸、彈簧板、車殼、剎車片等;在以風(fēng)力發(fā)電為主的能源領(lǐng)域應(yīng)用于風(fēng)機(jī)葉片、機(jī)艙罩、導(dǎo)流罩以及塔架結(jié)構(gòu);在武器裝備防彈產(chǎn)品方面應(yīng)用于防彈頭盔、防彈服、運鈔車、防彈汽車等。另外，碳纖維在海洋石油開采、紡機(jī)配件劍桿織機(jī)、電氣電子元件、印刷造紙羅拉中也已普遍應(yīng)用。此外，碳纖維吸附材料還廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的空氣凈化、三廢處理。
碳纖維復(fù)合材料作為世界先進(jìn)復(fù)合材料的代表，開發(fā)之初主要用于航空航天領(lǐng)域(約占80%)，但在20世紀(jì)90年代，由于碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，尤其是近年來其應(yīng)用發(fā)展的多元化，碳纖維年需求增長率達(dá)到20%。目前碳纖維在其他領(lǐng)域的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過航空航天。鑒于對市場需求的樂觀估計，國外各主要碳纖維生產(chǎn)商紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能。
就地區(qū)需求而言，北美是全球需求碳纖維最大的地區(qū)，其次是歐洲、日本。我國碳纖維的應(yīng)用也往不斷加以推廣，現(xiàn)如今已經(jīng)到原子能、汽車冶金等其他行業(yè)，但是在使用的數(shù)量、應(yīng)用的深度與廣度與世界先進(jìn)的國家和地區(qū)，特別是和美國、日本相比還有較大的差距。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是加入WTO以后，碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，市場需求量亦會進(jìn)一步增加。雖然聚丙烯腈(PAN)碳纖維仍是今后發(fā)展的主流，但瀝青基碳纖維因生產(chǎn)成本低、市場價格低廉，再加上新用途的不斷開發(fā)和擴(kuò)大，需求量將會相應(yīng)地增加，市場將進(jìn)一步擴(kuò)大，發(fā)展前景將十分樂觀。