1. 탄소 섬유 복합재는 주로 폴리 아크릴로 니트릴 - 기반 탄소 섬유 및 수지 - 기반 매트릭스로 구성됩니다.
탄소 섬유는 섭씨 (또는 아스팔트, 비스코스)와 같은 유기 매트릭스 섬유로 만들어진 필라멘트 탄소 물질로, - 온도 분해 방법은 섭씨 1000도 이상의 온도에서 비활성 가스 하에서 (결과는 탄소를 제외한 대부분의 요소의 제거) 5 {3} 10 마이크로 앤의 기본 요소의 제거입니다. 탄소 함량이 90% 이상인 고 폴리머
탄소 섬유는 우수한 기계적 특성을 가지며, 비중은 강철의 1/4 미만입니다. 탄소 섬유 복합재의 인장 강도는 일반적으로 3500mpa 이상이며, 이는 7 - 강철의 9 배입니다. 그것은 현재 대량으로 생성 된 높은 - 성능 섬유 중에서 가장 높은 특이 적 강도와 가장 높은 특이 적 계수를 갖는 섬유이며, 밀도가 낮고, 부식성, 고온 저항성, 마찰 저항성, 피로 저항성, 높은 진동 감쇠, 고온 전도도, 높은 열계 및 수분이 낮은 열망, x}}}}}}}. 비자 성이지만 전자기 차폐 효과의 특성을 가지고 있으며 국방 및 군사 산업 및 국가 경제 개발을위한 중요한 전략적 자료입니다. 군사 산업, 항공 우주, 스포츠 용품, 자동차 산업, 에너지 장비, 의료 장비, 엔지니어링 기계, 운송, 건설 및 구조적 강화에 널리 사용됩니다.
탄소 섬유는 선구자 유형, 제조 방법 및 성능과 같은 다양한 치수에 따라 분류 될 수 있습니다. 전구체의 유형에 따르면, 탄소 섬유는 폴리 아크릴로 니트릴 (PAN) - 기반, 아스팔트 - 기반 및 비스코스 - 기반 탄소 섬유로 분류 될 수 있습니다. 그중 폴리 아크릴로 니트릴 - 기반 탄소 섬유는 우수한 완제품 품질, 간단한 공정 및 우수한 제품 기계적 특성의 장점을 가지고 있습니다. 1960 년대에 출현 한 이래로 총 탄소 섬유의 90% 이상을 차지하면서 주류 위치를 빠르게 점령했습니다. 현재, 탄소 섬유는 일반적으로 PAN - 기반 탄소 섬유를 나타냅니다.
섬유의 수에 따르면, 탄소 섬유는 작은 토로와 큰 토로로 나눌 수 있으며, 기계적 특성에 따르면, 폴리 아크릴로 니트릴 - 기반 탄소 섬유는 4 가지 범주로 나눌 수 있습니다 : 높은 - 강도 유형, 고- 강도 중간 모델, 높은 모델 및 고 모델 및 고 모델. 작은 견인 탄소 섬유는 처음에 1k, 3k 및 6k였으며 점차 12k 및 24k로 발전했습니다. 항공기, 미사일, 로켓, 위성, 낚시 장비, 골프 클럽, 테니스 라켓 등과 같은 스포츠 및 레저 제품뿐만 아니라 국방 및 군사 산업과 같은 높은 - 기술 분야에서 주로 사용됩니다. 대형 견인 섬유는 48K, 60K 등을 포함하여 48K, 60K 등을 포함하여 48K, 80K 등을 포함하여 48K 이상의 탄소 섬유를 참조합니다. 전자 기계, 토목 공학, 교통 및 에너지 등
탄소 섬유 복합 재료는 매트릭스 재료 및 탄소 섬유 강화 재료로 구성됩니다. 성능에서 매트릭스 재료 및 탄소 섬유의 상호 보완을 통해 시너지 효과가 생성됩니다. 탄소 섬유 복합 재료의 포괄적 인 성능은 원래 구성 요소 재료의 성능보다 우수하며 다양한 요구 사항을 충족합니다. 탄소 섬유 복합 재료는 경량, 우수한 기계적 특성, 유연한 구조 설계, 조절 가능한 성능, 넓은 원천 및 저렴한 비용의 특성을 갖습니다. 그들은 국방과 군사의 발전에 중요한 역할을하며 다양한 항공기, 드론, 미사일, 발사 차량 및 위성에서 널리 사용되었습니다.
탄소 섬유 복합 재료에서, 매트릭스 재료는 주로 수지 - 기반이며 시장 점유율의 90% 이상을 차지합니다. 매트릭스 재료는 금속과 비 - 금속의 두 가지 범주로 나뉩니다. 일반적으로 사용되는 금속 매트릭스는 알루미늄, 마그네슘, 구리, 티타늄 및 합금이며, 비 - 금속 매트릭스는 주로 합성 수지, 고무, 세라믹, 흑연, 탄소 등입니다. 현재, 탄소 섬유 복합 재료는 주로 수지 -}}}}}}}}}}}}}}}}}}}-}-}-}-}--은 90 개 이상입니다. 공유하다.
2. 두 번의 개발이 발생한 후에는 응용 분야가 계속 확장됩니다.
탄소 섬유의 발달은 1950 년대와 1960 년대에 시작되었습니다. 미국, 일본 및 영국은 탄소 섬유 생산 공정을 최초로 개발했습니다. 1958 년, 미국의 Union Carbide Corporation의 Roger Bacon은 아르곤에서 Rayon을 가열하고 실수로 탄소 섬유를 생산했습니다. 그 이후로, 탄소 섬유 물질의 잠재력은 점차 인식되어왔다. 1960 년, Hithompson Fiberglass Company (미국)의 Richard Millington은 Rayon 섬유의 탄소 함량을 99wt%로 증가시키는 방법을 개발했습니다. 1960 년대 일본과 영국 기업들은 폴리 아크릴로 니트릴 (PAN) - 기반 탄소 섬유 생산의 실험실 기술 개발을 이끌었습니다. 1959 년, 일본 오사카 공학 기술 연구소의 Akio Shindo는 낮은 - 비용 방법을 사용하여 약 55wt%의 탄소 함량으로 탄소 섬유를 성공적으로 생산했습니다. 일본의 Toray Industries -는 1964 년에 PAN 탄소 섬유를 생산하고 1970 년 Osaka Institute of Engineering Technology와 PAN 프로세스에 대한 라이센스 계약에 서명했습니다. 1963 년 Pan Fiber를 사용하여 탄소 섬유 제조 공정을위한 특허를 받았습니다. 그 후 영국의 국립 연구 개발 회사는 Rollsroyce, Morganite 및 Courtaulds에 대한 프로세스에 대한 라이센스를 부여했습니다.
탄소 섬유 복합재 산업은 1970 년대와 1980 년대에 시작되었습니다. 탄소 섬유 제조 기술 개발에서 미국, 영국 및 일본은 긴밀히 협력했습니다. 1970 년 Toray는 미국의 Union Carbide Corporation과 협력 계약을 체결하여 미국의 Union Carbide Corporation의 탄화 기술을 획득했으며 미국의 Union Carbide Corporation은 Toray의 탄소 섬유 제품을 대표했습니다. 1971 년, Toray는 12 - 톤 탄소 섬유 생산 라인을 설립하고 T300 탄소 섬유를 생산하기 시작했으며 1972 년에 최초의 상업용 탄소 섬유 복합 제품 - 낚시 막대를 시작했습니다. 1973 년 석유 위기는 연료 소비를 줄이기 위해 융합의 무게를 줄이기 위해 항공기가 긴급하게 만들었습니다. 그 후, Boeing 및 Airbus와 같은 항공기 제조업체는 탄소 섬유 복합재의 적용을 탐구하기 시작했습니다. 1982 년 Boeing 757, Boeing 767 및 우주 왕복선은 T300 탄소 섬유를 사용하기 시작했습니다. CFRP는 군용 및 민간 항공기를 포함한 항공 우주 구조의 엔지니어링 응용 프로그램에 들어갔다. 1980 년대에는 단일 - 라인 생산 용량이 1,000 톤/연간으로 기본적으로 기존 제품 시리즈, 즉 초기 T300, 중간 T800 및 T1000 및 이후 M60J를 기본적으로 실현했습니다. 항공기 구성 요소에 탄소 섬유 복합재가 광범위하게 적용되면서 Toray의 누적 탄소 섬유 생산은 1988 년까지 10,000 톤을 초과했습니다.
탄소 섬유 복합재는 2 개의 수요가 발생했으며, 첫 번째는 항공 우주 분야에 의해 구동됩니다. 탄소 섬유 복합재의 첫 번째 물결은 1990 년대와 2000 년대에 민간 항공기 제조업체가 항공기 동체를 제조하기 위해 더 많은 탄소 섬유 복합 재료를 성공적으로 사용하여 연료 소비를 줄이고, CO2 배출 및 유지 비용을 줄이고, 설계 수명을 줄이고, 도구 및 조립 비용을 줄이기위한 항공사의 요구 사항을 충족 시켜서 항공기의 요구 사항을 충족 시켰을 때 1990 년대와 2000 년대에 나타났습니다. 1990 년에 Toray의 CFRP Prepreg는 Boeing 777의 주요 동체 구조를 위해 보잉에 의해 사용되었습니다. 2003 년에 Boeing은 동체 및 주 구조에 많은 양의 CFRP (50WT%)를 사용하여 Boeing 787 프로젝트를 시작했습니다. 2005 년 에어 버스는 A350 XWB 프로젝트를 시작했으며 많은 양의 CFRP (53WT%)를 사용했습니다.
The second wave of demand for carbon fiber composites was driven by non-aerospace industries. Since the 2010s, the application of carbon fiber composites has expanded dramatically from aerospace to non-aerospace industrial uses, and is characterized by large quantities and low costs. In 2007, Zoltek cooperated with wind turbine OEM Vestas to use carbon fiber in wind turbine blades. Compared with blades made of glass fiber composites, the use of carbon fiber composites in 60-meter-long blades is expected to reduce weight by 38%, reduce costs by 14%, and extend blade life. In 2014, Toray acquired Zoltek, a world-leading supplier of large-tow (>50k) 탄소 섬유 및 그 탄소 섬유 생산 능력은 연간 35,000 톤으로 증가 할 것입니다.