碳纤维
含碳量在90%以上的纤维材料
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碳纤维（Carbon Fiber）是将含碳原料在特定条件下经高温炭化等处理而制得的含碳量高于90%的一种高分子纤维状材料，外形柔软[1]。碳纤维耐高温居所有化纤之首，是制造航天航空等高技术器材的优良材料。碳纤维是一种新颖的非金属材料，由片状石墨微晶沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维及其复合材料具有高的比强度和比模量，且碳纤维比重小、耐化学腐蚀、耐热、抗摩擦、耐热冲击和耐烧蚀。[3]
早在1850年英国科学家斯旺就试制了碳丝。但碳纤维作为一种材料最早可以追溯到1880年，美国发明家爱迪生将棉花及竹纤维碳化后用作白炽灯灯丝。20世纪70年代初，美国、英国、日本等已经有相当数量的公司实现聚丙烯腈[jīng]基碳纤维的工作化生产[7]。截至目前，碳纤维或碳纤维增强的塑料、玻璃、陶瓷和金属等已在化工、机电、造船、飞机制造等工业部门中广泛使用，碳纤维也是进一步发展宇宙空间、人造卫星、火箭导弹和原子能等工业的新型材料。[8]2025年11月30日，山西一高性能碳纤维项目在大同市云冈区竣工投产，成功实现12K小丝束T1000级碳纤维国产化量产。[9]
碳纤维的原料主要有聚丙烯腈、沥青、黏胶、木质素、酚醛和其他有机纤维等。可以根据采用的原料和制造工艺、原丝类型、力学性能等进行分类，按原丝类型碳纤维大致可分为聚丙烯腈基（PAN）碳纤维、沥青基（Pitch）碳纤维、黏胶基碳纤维及其他纤维基碳纤维。[2]