国内外碳纤维生产现状及发展趋势
碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。它是利用各种含碳的有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得的较高纯度碳链。碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有高的比强度和高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质随着我国经济的持续发展,公路建设的步伐突飞猛进,公路交通量的日益增加和汽车的严重超载,大大超出了当年的设计能力,导致公路桥梁遭到了不同程度的损坏,并且仍在超负荷使用。加固和改造这些超限服役的桥梁刻不容缓,怎样找出一条既省钱,又合理,又省时的加固方案,已是公路工程技术人员面临的一个重要课题。，是其他主要结构材料(金属及其合金)所无法比从裂缝出现时间、出现部位、裂缝的形态、裂缝性质等方面，调查统计各种混凝土构件的裂缝，对裂缝进行分类梳理，初步总结出判断不同类型混凝土构件裂缝成因的思路。对各类典型混凝土构件进行数值研究，分析各种混凝土构件的水化热温度场与温度应力的发展过程，初步总结出典型混凝土构件裂缝发生、发展的一般规律。拟的。碳纤维呈黑色，坚硬，具有强度高、重量轻等特点，是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度是钢的7.9倍，抗拉弹性模量高于钢。除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、X光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。
我国自20世纪60年**始碳纤维研究开发至今已有近40年的历史，但进展缓慢，同时由于发达国家对我国几十年的技术封锁，至今没能实现大规模工业化生产，工业"植筋加固"技术是一项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；现已广泛应用于建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。它是对工程中没有预埋钢筋的一种有效补救措施。及民用领域的需求长期依赖进口，严重影响了我国高技术的发展，尤其制约了航空航天及国防事业的发展，与我国的经济社会发展进程极不相称。所以，研制生产高性能、高质量的碳纤维，以满足和民用产品的需求，扭转大量进口的局面，是*前我国碳纤维工业发展的迫切任务。
一、生产方法
目前，工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。碳纤维生产就是不断除去杂质元素（主要为H、N、O、K、Na），减少缺陷，净化、重整碳链的过程。从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化，碳化收率低，技术难度大、设备复杂，成本较高，产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用；由沥青制取碳纤维，原料来源丰富，碳化收率高，但因原料调制处理复杂、产品性能较低，亦未得到大规模发展；由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维，其生产工艺较其它方法简单，而且产品的力学性能优良，用途广泛，因而自20世纪60年代问世以来，取得了长足的发展，成为*今碳纤维工业生产的主流。
与聚丙烯腈基碳纤维总结出的国内外有关超厚墙体混凝土温度裂缝及其控制方法的研究成果,包括超厚墙体混凝土温度裂缝的具体的产生原因,影响因素;大体积混凝土温度裂缝从设计、施工和监测三方面的控制方法：超厚墙体混凝土虽然较普通墙体混凝土有着较大的区别,但其模板结构在计算验证的情况下,采用普通模板结构通常仍可满足要求。施工时其选取了气温较低的明雨天气,并对混凝土原材料实行降温预处理,可以降低混凝土的入模温度。超厚墙体混凝土中循环水管的设置对带走混凝土内部的水化热、降低温度确实有非常大的作用。相比，沥青基碳纤维发展相对滞后。1987年9月日本三菱、旭化成建成了年产500t高性能沥青基碳纤维装置，这标志着沥青基碳纤维已处于工业化过渡的新阶段。沥青基碳纤维的炭化收率比聚丙烯腈基高，原料沥青价格也远比聚丙烯腈便宜，在理论上这些差别将使沥青基碳纤维的成本比聚丙烯腈基碳纤维低。然而要制得高性能碳纤维，原非相贴体外四点锚固的予员应力片材加固钢筋混凝土梁是一种全新的体外预应力加国体系。该体系通过对cFRP片材施加预应力来提高cFRP在加国后受力时的初始应変,使cFRP--开始就有较高的应力水平参与受力。cFRP片材由于与梁体混凝土表面无任何黏结,因此变形美系不符合平截面假定,而依薄i于构件的整体変形,这样也就不存在cFRP的剥高破坏。试验中的预应力体系采用了四点锚固的波形-簡央具锚作为CFRP片材的机械式锚固装置,为片材提供了可靠的锚国力,保证了cFRP高强度性能的充分发拝,在最终拉断破坏前,最大应变为10703μe,超过了规范允许的设计値10000l,e。波形齿央具锚体外四点锚固CFRP片材预应力加固作为一种主动加固构件方式,预应力能够消除构件的已有变形,并且可以一定程度上愈合构件的早期裂鑓。另外,作为一种体外预应力加固体系,多点锚固碳纤维片材的预应力加固方法操作简便易行,不需要外部加力框架等補助构件,更不需要中断交通就可以快速完成加固作业,避免了以往工程加固施工对交通中断带来的不便。这部表明了CFRP片材体外预应力锚画加固的大优越性。料沥青中的杂质等必须完全脱除，沥青转化为中间相沥青，这使得高性能沥青基碳纤维的成本大大增加。实际上高性能沥青基碳纤维的成本反而比聚丙烯腈基碳纤维高。故目前于只追求性能而不计成本的极少数如宇航部门使用。
聚丙烯腈基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳化两个过程。原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘干收丝等工序。碳化过程主要包括放丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、上浆烘干、收丝卷绕等工序。在生产聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的时候，被称为“母体”的聚丙烯腈纤维首先要通过聚合和纺纱，然后将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。另外，还要在碳化炉中，在温度为1000到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。
尽管碳纤维生产流程相对较短，但生产壁垒很高，其中碳纤维原丝的生产壁垒是难中之难，具体表现在碳纤维原丝的喷丝工艺、聚丙烯腈聚合工艺、丙烯腈与溶剂及引发剂的配比等。目前世界碳纤维技术主要掌握在日本的东丽公司、东邦Tenax集团和三菱人造丝集团，这三家企业技术严格保密，工艺难以外露，而其他碳纤维企业均是处于成长阶段，生产工艺在摸索中不断完善。
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