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從技術(shù)的角度來談?wù)勚袊鵀槭裁锤悴缓锰祭w維？從原材料、工藝路線、制備以及環(huán)境來分析中國碳纖維差距在哪？好多人都搞不懂，什么是炭化、石墨化？什么是強(qiáng)度、模量？什么是碳纖維？如何區(qū)分碳纖維的好壞......

基本概念 

炭化，即有機(jī)纖維在高溫下裂解，散發(fā)出氫、氧、氮等分子，只留下碳元素。

石墨化，即碳材料內(nèi)部碳原子在高溫下進(jìn)行重新排列，慢慢趁向于6元網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的過程。

碳纖維內(nèi)部剛開始由比較雜亂的碳原子排列次序慢慢趨向于規(guī)整排列的亂層石墨結(jié)構(gòu)的過程。

有人用溫度來區(qū)分炭化和石墨化，其實這是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，炭化和石墨化都是一個過程，不是最終結(jié)果。我把碳纖維加熱到1500℃，如果這個過程是一個碳元素聚集的過程，那么我就叫炭化。如果在這個溫度下碳元素不再聚集保持在固定占比比例，而是碳原子排列趨向于規(guī)整六元網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，那么我就叫它石墨化過程。所以炭化和石墨化沒有明顯的溫度界限。

關(guān)于強(qiáng)度和模量 

強(qiáng)度就是將材料損壞所使用的最大力度。如果是拉伸損壞就是拉伸強(qiáng)度，如果是彎曲損壞就是彎曲強(qiáng)度也叫抗折強(qiáng)度，如果是壓壞就是壓縮強(qiáng)度。模量就是將材料施加外力使其變形一定尺寸所用的力。將材料拉長一定尺寸所用的力就是拉伸模量，同樣還有彎曲模量和壓縮模量。舉個例子，一根鋼筋我把它拉斷所用最大力就是拉伸強(qiáng)度，如果我不拉斷，僅僅拉伸n毫米所用的力就是拉伸模量。強(qiáng)度說的是材料能承受多大的外力，模量是材料是否在外力下容易變形。

好的碳纖維 

市場上碳纖維有好多，但工藝不同，價格天壤之別。首先我們來弄清楚，什么才是好的碳纖維？

一根纖維應(yīng)該是均勻直徑，均勻物相，每一段纖維都與整根纖維一樣，強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)。在一根纖維上不同地方截取一段纖維，如果它們的強(qiáng)度比較均勻則是好纖維。其次同一束纖維有n多根纖維，這些纖維的強(qiáng)度比較均勻則是好纖維。最后，所有纖維所有部分強(qiáng)度、模量和尺寸等性能均比較均勻達(dá)到標(biāo)稱標(biāo)準(zhǔn)就是好纖維。我標(biāo)稱3500MPa強(qiáng)度的碳纖維，每一根纖維和纖維每一段都符合要求，均勻分布在2000MPa，這也不叫好纖維。所以好纖維就是又均勻又標(biāo)準(zhǔn)。日本碳纖維做的比我們好是因為它們的碳纖維更接近這一標(biāo)準(zhǔn)。我們中國的碳纖維差就差在均勻性上了，標(biāo)稱T700的碳纖維有的纖維比T1000還高，有的還不如T300。到底什么因素影響了碳纖維的均勻性需要我們從原材料開始審視整個工藝路線。

內(nèi)外部環(huán)境 

有人可能知道日本碳纖維早期的價格吧，現(xiàn)在的價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原先價格。什么時候降下來的呢？就是在我們宣布能產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)T300水平碳纖維那幾年。什么原因？是日本想跟我們競爭嗎？不可能，日本人知道我們發(fā)展水平，它即使不降價我們也競爭不過他，我們無非能分走一些低端訂單，根本無法動搖日本的壟斷地位。日本最主要的目的是打擊投資者。投資者看準(zhǔn)碳纖維發(fā)展前景和利潤才決定投錢研究碳纖維的。如果碳纖維還是高利潤，投資者必然會樂意投錢去做一些基礎(chǔ)性研究，將眼光放長遠(yuǎn)些。

但是現(xiàn)在看看制造碳纖維的艱苦生活，還不如下游做碳纖維制品的企業(yè)好過呢。這樣誰繼續(xù)投資研發(fā)，更不用說長期愿景了？所以我們也很著急，同時也大力支持企業(yè)，很多企業(yè)為了支持政策項目，從部委那里得到了很多錢，效果還是不好。對于基礎(chǔ)研究，需要更多的資金來帶頭。還有一個需要考慮的外部環(huán)境。我國碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善，存在一定的倒置。下游帶動整個產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。但是，下游的創(chuàng)新不足。每個人都在模仿產(chǎn)品，缺乏定制解決方案的能力。