第三代碳纤维技术
超高分子量聚乙烯纤维
超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)是继碳纤维、芳纶纤维之后出现的第三代高性能纤维，具有优良的力学性能。
其密度只有芳纶纤维的2/3和高模碳纤维的1/2，还具有优良的耐冲击性能、优良的耐化学腐蚀性、优越的耐磨性能和良好的电绝缘性等。
所以，UHMWPE纤维在航天航空、军事工业等重要部门得到了广泛的应用。
UHMWPE纤锥和其他几种纤维的强度对比见表1。
表1 几种高强纤维性能对比类别UHMWPE纤维(SK66)芳纶纤维(HM)碳纤维(HM)E玻纤尼龙66(HT)密度/(g?cm-3)0.971.441.852.551.14拉伸强度/GPa3.12.72.32.00.9韧性/(N?tex-1)3.21.91.20.80.8拉伸模量/GPa10058390736断裂伸长率，%3.53.71.52.020 但是，由于UHMWPE纤维轴向取向度高(大于95%)和结晶度高(大于99%)，表面光滑，本身由简单的亚甲基组成，使得纤维表面无任何反应活性点，不能与树脂形成化学键合，使其表面能低且不易被树脂润湿，又无粗糙的表面以供形成机械啮合点，这样严重限制了其在树脂基复合材料中的应用。
为了提高UHMWPE纤维表面活性，增强纤维和树脂之间界面的强度，增加其在复合材料中的应用范围，需要对UHMWPE纤维进行表面改性。
1 复合材料界面的重要性在复合材料中，树脂只起连接的作用，纤维则是主要的受力体，而纤维与基体之间的界面上存在着一系列的效应，如传递应力的传递效应、阻断复合材料裂纹扩展发生的阻断效应等，若纤维与基体之间的界面粘结力不强，复合材料破坏时，裂纹容易从界面处产生，并沿着纤维的方向扩展，最终导致纤维与基体脱胶；反之，纤维和基体的粘结力较强，裂纹的扩散被限制于局部范围，使复合材料中纤维和基体产生协同效应，复合材料的性能得到大大增强。
所以，粘结力强的界面能很好地将应力从基体传递到纤维上；纤维和基体之间的界面示意见图1(略)。
同时，在复合材料中，界面占有很大的比例，如在复合材料中纤维(直径10μm；长9mm)体积分数为30%时，在100 cm3的复合材料中就有2X108cm2面积的界面。
主要高性能纤维的特性和应用
主要高性能纤维的特性和应用裘愉发【摘要】简介了列入"十一五"科技攻关的PAN基碳纤维、芳砜纶、玄武岩纤维及其复合材料、聚苯硫醚纤维、高强高模聚乙烯纤维等高性能纤维及PBO纤维、聚酰哑胺纤维和聚四氟乙烯纤维的性能及其可开发的纺织产品,并指出了这些高性能纤维的开发前景.【期刊名称】《现代丝绸科学与技术》【年(卷),期】2010(025)001【总页数】4页(P17-19,24)【关键词】高性能纤维;产品开发;发展前景【作者】裘愉发【作者单位】上海市纺织工程学会,上海,200060【正文语种】中文上世纪初世界上就研究开发出再生纤维中的粘胶纤维，1930年代又开发出合成纤维中的尼龙，并在以后相继研发出聚酯、聚丙烯等纤维，但它们的强度和模量一直维持在一个低的水平。
直到1970年代初刚性链聚芳酯芳纶和1970年代末柔性链聚乙烯、高强高模聚乙烯纤维的出现，纤维的强度和模量才发生了根本性的突破，从而使高性能纤维如雨后春笋般地发展。
高性能纤维是指与传统的棉、毛、丝、麻等天然纤维及涤纶、锦纶、丙纶、腈纶等合成纤维相比，具有高弹性系数、高强度、耐热性、耐摩擦性、耐化学药品性、电绝缘性的新型化学纤维，并对外部的作用不易产生反应，它属于高科技纤维，可分有机纤维和无机纤维两大类。
1 主要的高性能纤维列入我国《“十一五”科技攻关和产业化项目指南》的高性能纤维是：碳纤维、芳纶、玄武岩纤维及其复合材料、聚苯硫醚纤维和高强高模聚乙烯纤维等。
1.1 PAN基碳纤维碳纤维(ACF)的生产原料有粘胶纤维(Rayon)、聚丙烯腈纤维(PAN)、酚醛纤维、沥青纤维等，各种碳纤维的性能如表1所示，而PAN基碳纤维因其具有的高强度、高刚度、重量轻、耐高温、耐腐蚀、优异的电性能等特点，在与其他纤维的竞争中具有较大发展优势。
表1 常用碳纤维品种的物理性能碳纤维品种碳含量/%拉伸强度/MPa杨氏模量/GPa体积质量/(g/cm3)电阻率/Ω．cm单丝直径/μm聚丙烯腈基碳纤维9539002301．8000157沥青基碳纤维≥90≥34541．6-0004⁃000710⁃15粘胶基碳纤维≥901800751．7-6．5聚丙烯腈(PAN)基碳纤维有两大类，即大丝束碳纤维(LT)和小丝束碳纤维(CT)。
已见繁花结硕果 更立壮志谱新篇——记中科院炭材料重点实验室刘
创新人物Innovation Character他是将我国碳纤维制备技术推进到国际水平的践行者。
为攻克碳纤维技术壁垒摆脱海外掣肘，他潜心钻研，终于，功夫不负有心人。
他是推动国产高性能纤维在国防和工业领域全面应用的铺路人。
针对国家重大战略需求，他带领团队开展了国产新型碳纤维的关键技术研发攻关，突破了聚丙烯腈（PAN）基碳纤维工程制备技术瓶颈，为新型碳纤维从实验室走向工业化奠定了技术基础。
他以材料报国为己任，自主研发，解决了我国第三代高性能碳纤维及其复合材料在模量和压缩强度方面不足的实际问题，建立了具有自主产权的碳纤维新型制备技术，形成具有自主体系、自主规格的第三代高强高模高韧碳纤维样品，为中国从“纤维大国”走向“纤维强国”贡献了力量。
他，就是中科院炭材料重点实验室副主任刘耀东。
材料报国，志在超越少年时的刘耀东对材料科学就特别着迷，对于研究微观原子和分子世界的物理、化学学科尤为喜爱。
1995年，他考入清华大学化学工程系，相继完成了本科、硕士阶段的学习，他的材料探索之旅,也从那时候徐徐开启。
2002年及之后的4年时间里，他来到中科院上海应用物理研究所工作。
2006年8月，他以优异的成绩考取美国佐治亚理工学院的聚合物、纺织和纤维工程系，取得博士学位，并随之在美进行了4年的博士后和研究科学家工作。
8年多的海外经历，进一步丰富了刘耀东的研究视野，使他建立了关于先进材料与绿色化工方面完备的学科前沿知识，储备了实验室技术工程化放大的宝贵经验，为今后的研究之路打下了坚实的基础。
2015年，刘耀东入选中科院“百人计划”，成为中科院山西煤炭化学研究所的一名研究人员，他把自己所思所想所学融会贯通到这个新的团队中，致力于新材料的研发。
长期从事高分子材料、高性能纤维制备、纳米复合功能材料、碳材料等方面前沿研究的刘耀东，心中始终有一个“材料报国梦”，如今，他的愿望迎来了发展的良机。
一路耕耘，一路芬芳。
回国后的短短4年多时间里，刘耀东主持了中科院“百人计划”、山西省重大专项、山西省“百人计划”、山西省自然基金，参与国家自然科学基金、中科院STS重点部署、院所合作、企业合作等项目。
高性能化学纤维的特点及其应用
高性能化学纤维的特点及其应用摘要：介绍了碳纤维、芳纶纤维与高强PE纤维的性能特点及其国内发展现状，对高强PE纤维的主要性能及应用领域进行了详细的阐述，对选用高性能化学纤维具有指导意义。
关键词：化纤纤维；碳纤维；芳纶纤维；高强PE纤维0 引言化学纤维是用天然的或人工合成的高分子物质为原料，经过化学或物理方法加工而制得的纤维的统称。
随着技术的进步和市场的推动，化学纤维技术在近几十年内得到了迅猛的发展，化学纤维性能得到了极大的提高，早已不是传统意义上的低性能的制衣原料了，在多种指标上已远远超过常用的金属。
并且，由于化学纤维具备的一些独特的性能，它们在国防工业以及高科技领域得到了广泛的应用，这些具有优良性能的纤维统称为高性能化学纤维（或高性能纤维）。
1高性能化学纤维碳纤维、芳纶纤维与高强高模聚乙烯纤维并称为当今世界三大具有高科技含量的高性能化学纤维。
碳纤维是指由聚丙烯腈纤维、沥青纤维或粘胶维等经氧化、炭化等过程制得的含碳量为90%以上的纤维。
碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，通用型碳纤维强度为1000MPa、模量为100GPa左右。
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。
碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人等。
具有刚性分子链的芳纶纤维，如美国的Kevlar（美国杜邦公司开发的平行链芳族聚酰胺纤维）、日本东洋纺公司的Zylon（一种新型PBO纤维的商品名），其最突出的特点是: ①高强度、高模量、密度低，比强度极高；②伸长率低，长期蠕变小，尺寸稳定性好；③耐高温和耐低温性都很好。
近年来，随着科学技术水平的提高，高性能化学纤维的科研成果不断被创新，高性能化纤的品种也不断增加。
这其中，碳纤维、芳纶纤维和高强高模聚乙烯纤维（又称高强PE）并称当今世界三大高科技纤维。
而高强PE是继碳纤维和芳纶纤维之后出现的第三代、也是目前世界上最新的超轻、高比强度、高比模量纤维。
超高聚乙烯纤维(1)
影响纺丝成型的因素： 溶液的浓度：溶液太稀，虽然大分子间缠结 少，易保持原有形态，但拉伸速度很慢，不利 于伸展；浓度较大，缠结点太多，同样无法达 到高倍拉伸的目的 因此适宜的浓度：半稀状态，一般为0.2%--10% 左右。
超倍拉伸： 在拉伸初始阶段，高聚物的结晶层破坏成为小结晶块， 它们沿着拉伸方向与无定形区交替形成微纤维，在原结 构中连结着不同层晶的连结分子，变为晶块间的连结分 子，位于微纤维的边界层。进一步拉伸时，微纤维产生 剪切变形，同时完全伸直的连结分子数增加，在较高的 拉伸温度下，排列整齐的连结分子，可能结晶化为长的 伸直链结晶。它的分子结构是具有-c—c-主链化学键，主 键间具有很高的结合强度。分子的取向程度控制HMPE 纤维的模量。
高性能纤维,是芳纶的2/3，是碳纤维的1/2.
●还具有耐紫外线辐射、耐化学腐蚀、比能量吸 收高、介电常数低、电磁波透射率高、摩擦 系数低及突出的抗冲击、抗切割等优异性能。
2.发展及现状
1979 年荷兰DSM 公司采用凝胶纺丝与超倍拉伸方 法在实验室制得了高强高模UHMWPE 纤维，1990 年实现工业化生产。
无纺织物类：防弹背心
复合材料类：
环氧树脂是纤维增强高聚物复合材料的主要 基体材料，也是超高模聚乙烯纤维增强复合 材料的重要基体。
聚乙烯基UHMWPE纤维增强复合材料
（2）前景及研究方向 由于UHMWPE 纤维性能优异,应用潜力巨大, 受 到了国内外的普遍关注。
UHMWPE 纤维今后研究及应用的发展趋势 为:继续研究新的纺丝方法,提高生产效率,降低 成本;提高UHMWPE 纤维的结晶度和取向度,提 高力学性能;继续研究切实可行的表面处理方法, 降低蠕变性能,扩大UHMWPE 纤维在航空航天、 光缆增强纤维、复合材料、耐压容器等方面的 应用。总之,UHMWPE 纤维是很有发展及应用 潜力的高科技纤维,加强这方面的研究工作,开创 属于我们自己知识产权的新技术、新成果,必将 对我国的国防及经济建设等方面作出大的贡献。
碳纤维的发展及应用
碳纤维的发展及应用碳纤维是一种轻质，高强度，耐热，耐腐蚀的材料，具有广泛的应用前景。
它是由纯碳纤维束或纤维织物制成的。
碳纤维的发展与应用自20世纪70年代以来，取得了长足的进步。
本文将从碳纤维的发展历程、主要制备工艺、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
碳纤维的发展可以追溯到20世纪60年代末的两个独立研究团队，分别是美国的杜邦公司和日本的托勒贝克公司。
他们首先成功制备出了高强度的碳纤维，并在汽车、航空航天、体育用品等领域进行了应用。
之后，随着碳纤维制备技术的不断改进和突破，碳纤维的性能得到了显著提高。
目前，碳纤维已成为继钢铁、铝合金之后的第三代结构材料。
碳纤维的制备主要有湿法和干法两种工艺。
其中，湿法工艺利用聚丙烯腈（PAN）纤维作为原料，在高温氧化和热解的条件下，形成碳纤维。
干法工艺则是采用石墨纤维为原料，通过高温热解或化学气相沉积方法得到碳纤维。
两种工艺各有优劣，湿法工艺制备的碳纤维具有较高的强度和模量，而干法工艺制备的碳纤维则具有较高的热导率和耐高温性能。
碳纤维在航空航天领域有着广泛的应用，如制造飞机机身、舵面、梁等部件，能够减轻重量并提高飞机的燃油效率。
此外，碳纤维还常用于制造卫星的支撑结构和太阳能电池板等部件，以及航天器的防热层材料。
在汽车领域，碳纤维可以用于制造车身和内饰部件，可以有效减轻车辆重量，提高燃油经济性和动力性能。
碳纤维还广泛应用于体育用品制造，如高尔夫球杆、自行车框架、滑雪板等。
除了上述应用领域，碳纤维还具有广阔的发展前景。
随着全球环保意识的增强，碳纤维被认为是一种绿色材料，并且在可再生能源、新能源汽车等领域有着重要的应用潜力。
此外，碳纤维在建筑领域也有一定的应用空间，可以制造轻型建筑结构和防震设备，提高建筑物的抗震性能。
在医疗器械领域，碳纤维也常用于制造人工关节、各类手术器械等。
此外，碳纤维在船舶、铁路等交通运输领域，以及电子、电信、能源等行业也有着广泛的应用。
然而，碳纤维的制造成本较高，限制了其在一些领域的推广应用。
新型聚丙烯腈基活碳纤维非织造布的生产方法
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第２ 期
敖 玉辉等 ： 型聚丙烯腈基 活碳纤维非 织造布的生产 方法 新
５ ５
纺性 能 ， Ｐ Ｎ 混 纺可 大 大改 善 Ｐ Ｎ 与 ＡＴ Ａ Ｆ的可 纺 性
四氯化碳蒸 气吸附率 按 Ｇ ７０ ． ． Ｂ ７２ １ ８ 质 ３ ７煤
颗粒 活性 炭 对 四氯 化碳 蒸 气 吸附 率 测定方 法 。
济， 且能满足 Ａ Ｆ Ｃ 生产和产 品性能要求。
１２ 纤 维原 料 ．
１ 活性碳 纤维 聚丙烯腈基 非织造布生产
１１ 基布 选 型 ．
制 备 Ｐ Ｎ — Ａ Ｆ 的 特 种 聚 丙 烯 腈 纤 维 Ａ Ｃ （Ａ Ｆ 由于表 面 光 滑 ， 天 然 卷 曲 ， 性 大 、 ＰＮ ） 无 刚 回潮
新 型 聚 丙 烯 腈 基 活 碳 纤 维 非 织 造 布 的 生 产 方 法
敖 玉辉 ， 李永贵 ， 冼远 芳 ， 任 秀艳
（ 吉林工学 院 轻纺工程 系 ， 吉林 长春 １０ １ ） ３０２
摘
要： 探讨 了采用特种聚丙 烯纤维 （Ａ Ｆ 与 粘胶纤 维 （ Ｆ 混纺制 备针 刺非织 造 布 ， 预 氧化 、 化 、 ＰＮ ） Ｖ） 经 炭 活化
织 布均 匀 ， 维 间 的间 隙 可 能起 到 中孔 或 大 孔 的 纤
布窄 、 吸附容量大 、 吸脱速度快 、 再生容易。尤其 聚丙烯 腈基 Ａ ＦＰ Ｎ—Ａ Ｆ 中含有 氮 ， 硫 系 和 Ｃ （Ａ Ｃ） 对 氮系化合物具 有特殊的吸附能力 ， 这是任何原料 基 Ａ Ｆ无 法 与 其 比 拟 的＿。Ａ Ｆ能 加 工 成 不 同 Ｃ 】 Ｃ Ｊ 形态的纤维制品（ 如布 、 、 带 毡等 ）使各种 吸附和 ，
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第２卷 ３
碳素纤维简介
碳素纤维又称碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）。
在国际上被誉为“黑色黄金”，它继石器和钢铁等金属后，被国际上称之为“第三代材料”，因为用碳纤维制成的复合材料具有极高的强度，且超轻、耐高温高压。
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。
碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。
碳纤维比重小，因此有很高的比强度。
1880年美国爱迪生首先将竹子纤维碳化丝，作为电灯泡内之发光灯丝，开启了碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）之纪元。
碳纤维用在结构材料，首先问世者，则以美国Union Carbide公司（U.C.C.）为代表，并于1959年将嫘萦纤维为原料，经过数千百度之高温碳化后，得到弹性率约40GPa，强度约为0.7GPa之碳纤维；尔后，1965年该公司又用相同原料于3000℃高温下延伸，开发出丝状高弹性率石墨化纤维，弹性率约500GPa，强度约为2.8GPa。
另外，于日本大阪工业技术试验所之进藤博士，则以Polyacrylonitrile（简称PAN）聚丙烯腈为原料，经过氧化与数千度之碳化工程后，得到弹性率为160GPa，强度为0.7GPa之碳纤维。
1962年日本碳化公司（Nippon Carbon Co.）则用PAN为原料，制得低弹性系数（L.M.）之碳纤维。
东丽公司亦以PAN纤维为原料，开发了高强度之CF，弹性率约为230GPa，强度约为2.8GPa，并于1966年起有每月量产1吨之规模；同时亦开发了碳化温度2000℃以上之高弹性率CF，弹性率约400GPa，强度约为2.0GPa。
于1965年，群马大学大谷教授，利用加热氯乙烯（Vinyl Chloride）得到之沥青（Pitch），经过熔融纺丝、不融化与碳化工程处理后，得到普通级碳纤维；大谷教授亦可利用木质素（Lignin）为原料制作碳纤维。
碳纤维历史及应用
什么是碳纤维目前，碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料这种复合材料来应用碳纤维是一种纤维状碳材料。
它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。
碳纤维发展简史1860年，斯旺制作碳丝灯泡1878年，斯旺以棉纱试制碳丝1879年，爱迪生以油烟与焦油、棉纱和竹丝试制碳丝（持续照明45小时）1882年，碳丝电灯实用化1911年，钨丝电灯实用化1950年，美国Ｗright--Patterson空军基地开始研制黏胶基碳纤维1959年，美国ＵＣＣ公司生产低模量黏胶基碳纤维“Ｔhornel—25”，日本大阪工业试验所的进藤昭男发明了ＰＡＮ基碳纤维1962年，日本碳公司开始生产低模量ＰＡＮ基碳纤维（０.５吨/月）1963年，英国皇家航空研究所（ＲＡＥ）的瓦特和约翰逊成功地打通了制造高性能ＰＡＮ基碳纤维（在热处理时施加张力）的技术途径1964年，英国Ｃourtaulds,Morganite和Roii--Roys公司利用ＲＡＥ技术生产ＰＡＮ基碳纤维1965年，日本群马大学的大谷杉郎发明了沥青基碳纤维美国ＵＣＣ公司开始生产高模量黏胶基碳纤维（石墨化过程中牵伸）1970年，日本吴羽化学公司生产沥青基碳纤维（１０吨/月），日本东丽公司与美国ＵＣＣ进行技术合作1971年，日本东丽公司工业规模生产PAN基碳纤维（1吨/月），碳纤维的牌号为T300，石墨纤维为M401972年，美国Hercules公司开始生产PAN基碳纤维日本用碳纤维制造钓竿，美国用碳纤维制造高尔夫球棒1973年，日本东邦人造丝公司开始生产PAN基碳纤维（0.5吨/月）日本东丽公司扩产5吨/月1974年,碳纤维钓竿、高尔夫球棒迅速发展日本东丽公司扩产13吨/月1975年,碳纤维网球拍商品化美国UCC公司公布利用中间相沥青制造高模量沥青基碳纤维“Thornel—P”美国UCC的高性能沥青基碳纤维商品化1976年,东邦人造丝公司与美国塞兰尼斯进行技术合作住友化学与美国赫格里斯（Hercules）成立联合公司1979年,日本碳公司与旭化成工业公司成立旭日碳纤维公司1980年,美国波音公司提出需求高强度、大伸长的碳纤维1981年,台湾台塑设立碳纤研究中心，日本三菱人造丝公司与美国Hitco公司进行技术合作1984年,台湾台塑与美国Hitco公司进行技术合作，日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T800 1986年,日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T10001989年,日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维M601992年,日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维M70J,杨氏摸量高达690GPa“格林易能”一直使用日本东丽（TORAY）生产的优质长纤碳纤维材料1971年，TORAY成了世界上第一人制造商，从事PAN基碳纤维的人型工业化生产，并将其产品命名为“TORAYCA”，是TORAY碳纤维的缩写。
新型生物质碳材料的研究进展
新型生物质碳材料的研究进展摘要: 碳材料是重要的结构材料和功能材料,利用生物质原料制备各种碳材料,可以降低碳材料生产成本,实现碳材料的可持续发展。
本文较系统地介绍了新型生物质碳材料的制备方法以及应用前景,总结了近年来国内外生物质碳纤维、生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛等碳材料的相关研究报道。
关键词: 生物质;碳纤维;活性碳纤维;碳分子筛碳材料以其优良的耐热性能、高导热系数、良好化学惰性、高电导率等优点,被广泛应用于冶金、化工、机械、电子、航空等领域。
近年来,由于化石资源的短缺,碳材料的发展和应用受到了限制。
生物质资源如林业生物质、农业废弃物、水生植物、能源植物等属于可再生资源而成为化石资源的替代品,而且大部分生物质资源都含有丰富的碳元素,成为制备各种碳材料的丰富原料。
自碳材料诞生起,以可再生的生物质资源为原料制备各种碳材料一直都是研究者关注的重点.。
1. 新型生物质碳材料目前,研究较多和应用比较广泛的新型生物质碳材料有各种生物质碳纤维、生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛。
1．1 生物质碳纤维碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量90%以上。
它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下炭化而制得。
作为高性能纤维的一种,碳纤维既有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是先进复合材料最重要的增强材料。
由于其特有的高比强度、高拉伸模量、低密度、耐高温、抗烧蚀、低热膨胀等特殊性能,已成为发展航天航空等尖端技术和军事工业必不可少的新材料。
目前碳纤维制备方法主要有有机纤维法和气相生长法。
以各种生物质原料为前驱体的碳纤维,其制备大多采用有机纤维法,即采用不同的有机纤维为原料,经纺丝、氧化、炭化、石墨化、表面处理、上胶、卷绕及包装,分别制得各种不同性能的碳纤维和石墨纤维。
1．2 生物质活性碳纤维活性碳纤维(activatedcarbonfiber,ACF)是将碳纤维及可炭化纤维经过物理活化、化学活化或两者兼有的活化反应所制得的具有丰富和发达孔隙结构的功能型碳纤维。
类似老太太打毛衣，碳纤维3D一体成型机织技术
类似⽼太太打⽑⾐，碳纤维3D⼀体成型机织技术南极熊导读：碳纤维的应⽤⼴泛，但传统的采⽤铺层技术。
如果采⽤来⾃军⼯的技术——碳纤维3D⼀体成型机织，不需要进热压罐，那么将可能带来全新的应⽤市场机会。
虽然有专家提到“我每⼀次做3D打印报告，有⽼太太打⽑⾐也是增材制造，我们⼩姑娘⼏⼗年前就打了，怎么第三次⾰命，增材制造跟3D打印不是⼀回事”。
但南极熊收到不少⽤户对碳纤维打印技术的需求咨询，此技术不失为⼀种可能的⽅案。
△南极熊配图：市场上已有的碳纤维制品2018年11⽉27-28⽇，2018增材制造全球创新⼤赛上，南极熊现场看到了⼀些3D打印好项⽬的路演。
△碳纤维3D⼀体成型机织技术项⽬联合创始⼈何彬先⽣下⾯是现场速记，南极熊希望可以很好还原其项⽬路演过程。
碳纤维3D⼀体成型机织技术——何彬军⼯级别的碳纤维3D⼀体成型机织技术我们团队带来“碳纤维3D⼀体成型机织技术”。
这个技术是我们国家的战略预研技术，之前是应⽤在航空航天⽅⾯，技术成型后，在国家海军上先做的应⽤，因此我们技术发明⼈获得了国家当年的科技成果奖。
现在⽣产流⽔线是位于北京重点军⽅的科研机构内。
现有3D碳纤维机织技术和市场上铺层技术做了⼀个对⽐，优势在于整体⼈⼯成本和效率都要⽐现有铺层技术改进很多，⽬标是最终可以做到⼤批量⽣产和低成本化。
这个技术可以应⽤的⾏业有风⼒发电叶⽚、汽车整车车⾝制造⾥⾯减重的模块，包括部分零件，像⽆⼈机、⼤型客机、3C产品、⽂体⽤品，在碳纤维复材领域上需求量⾮常⼤，同时包括像轨道交通领域，也是应⽤了很多。
我们所针对⾏业⽬标是车⾝轻量化，尤其是针对新能源汽车领域，在国家⼗三五规划要求⾥⾯，增材复材和新能源汽车是我们未来⼤的发展⽅向，也是明确有⼤量需求。
市场前景及优势从2020年新能源汽车市场预测来看，全球新能源汽车年均有2000万辆，我们国家市场达到500万辆以上。
从新能源汽车⾏业车⾝减重零部件市场需求来看，这个市场将达到万亿级市场。
碳纤维的应用领域及前景
碳纤维的应用领域及前景碳纤维是一种由碳元素组成的纤维材料，具有轻质高强的特性，因此在各种领域都有广泛的应用。
以下是关于碳纤维的应用领域及前景的详细介绍。
1. 航空航天领域：碳纤维具有轻质高强、刚度大、抗疲劳性能好等特点，因此在航空航天领域有广泛应用。
其中最典型的例子就是碳纤维增强塑料（CFRP）在飞机机身、机翼等部位的使用。
由于碳纤维的重量约为钢的四分之一，使用碳纤维可以减轻飞机的自重，提高燃油效率。
此外，碳纤维还可以用于制造飞机的起落架、飞行控制系统等部件，提高整个飞机的性能和安全性。
2. 汽车工业：随着环保意识的提高和汽车工业的发展，碳纤维在汽车制造领域也有着广阔的应用前景。
由于碳纤维具有重量轻、强度高等特点，可以降低汽车的整体重量，提高燃油效率。
目前，许多高档豪华汽车和电动汽车已经开始采用碳纤维材料制作车身和零部件，如保险杠、车身框架等，以提高车辆性能和安全性。
预计随着碳纤维材料的成本降低和工艺的改进，碳纤维在汽车工业中的应用会越来越广泛。
3. 船舶工业：由于碳纤维具有轻质高强、耐腐蚀等特点，在船舶工业中也有着重要的应用。
尤其是在制造高速船舶和航行性能要求高的船舶时，碳纤维的应用可以大大减轻船体重量，提高航行速度和燃油效率。
此外，碳纤维还可以用于船体结构的加强，提高整体的强度和刚度。
预计随着碳纤维材料成本的降低和制造工艺的改进，碳纤维在船舶工业中的应用前景将会十分广阔。
4. 体育器材：碳纤维在体育器材中也有着广泛的应用。
例如，碳纤维可以用于制造高尔夫球杆、网球拍、自行车等器材，因为它具有轻质高强的特点，能够提高运动器材的性能和使用寿命。
同时，碳纤维还可以用于制造赛艇、滑雪板等水上、雪上运动器材，因为其耐腐蚀的特性可以在恶劣环境中使用。
预计随着碳纤维材料成本的降低和制造工艺的改进，碳纤维在体育器材领域的应用会越来越广泛。
5. 建筑工程：碳纤维在建筑工程中也有着重要的应用。
例如，碳纤维可以用于制造建筑物的梁、柱等结构部件，因为其轻质高强的特点可以减轻建筑物的重量，提高结构的安全性和抗震性能。
第三代碳纤维技术
对比传统的金属资料和其余纤维制成的复合资料，碳纤维复合资料具备质量轻、强度高、弹性模量高的特色，可比传统铝合金构造减重30%，对武器装备性能提高贡献巨大，被宽泛用于制造航空器机体及发动机、导弹外壳等。
美国F-22 、 F-35 战斗机的碳纤维复合资料用量比率分别达到24%和 36%，以 A350、波音 787 为代表的新式大型民机的碳纤维复合资料用量比率更是达到了50%以上。
碳纤维复合资料的运用已成为权衡武器装备先进性的标记之一。
碳纤维是构成复合资料的重点原资料，肩负着复合资料约90%的载荷，其拉伸强度和弹性模量是实现复合资料构造性能目标的重点。
碳纤维复合资料生产和应用技术已经是航空工业制造水平的重要标记之一。
市场发展高端碳纤维市场向来为日美两国所垄断。
高端碳纤维绝大多数是小丝束的聚丙烯腈（ PAN）基碳纤维。
当前全世界最主要的6家小丝束碳纤维供给商的市场占比状况是：日本东丽公司占 35%～ 40%、东邦公司占23%、三菱丽阳公司占14%；美国赫氏公司占12%、氰特工业公司占8%；台湾塑料工业和英国SGL公司占 3%～ 5%。
日本 3 家公司的碳纤维约占全世界70%～80%的市场份额，此中东丽公司产能最大，产品性能最好，是全世界最大的碳纤维供给商，代表了日本最高的技术水平易研发实力。
美国的两家公司市场据有率约为20%，此中赫氏公司拥有40 多年为美国军机开发应用碳纤维的经验，可以自主生产供给碳纤维，是美国厂家中高模量碳纤维技术的领导者；氰特工业公司以碳纤维的后续产品预浸料为主，碳纤维产品性能和研发能力低于赫氏。
台湾塑料工业公司及SGL的产品性能略低于日本和美国的水平。
碳纤维以拉伸强度和弹性模量为主要指标，当前商业化产品已经发展到第二代，日美两国在宽泛应用的第二代碳纤维产品上性能相当。
第一代以 20 世纪 60 年月东丽公司的T300 和赫氏公司的AS4低强低模碳纤维为代表，T300 主要用于波音737 等型号的次承力构件，AS4 应用在初期F-14 战斗机的平尾等部位。
碳纤维的生产工艺
碳纤维的生产工艺碳纤维是一种由碳纤维束构成的复合材料，具有轻质、高强度和高刚度的特点。
它被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
而碳纤维的生产工艺则是实现这些优良性能的关键。
碳纤维的生产工艺可以分为三个主要步骤：原料制备、纺丝和热处理。
首先是原料制备。
碳纤维的主要原料是聚丙烯腈纤维（PAN纤维）。
PAN纤维是一种合成纤维，具有良好的拉伸强度和耐热性。
在制备碳纤维的过程中，PAN纤维经过预氧化、碳化和石墨化等处理步骤，最终转变为纯净的碳纤维。
接下来是纺丝过程。
纺丝是将PAN纤维转变为碳纤维的关键步骤。
首先，将PAN纤维浸泡在溶剂中，使其变得柔软。
然后，通过旋转和拉伸的方式，将PAN纤维拉伸成细丝。
在拉伸的过程中，溶剂逐渐挥发，使纤维变得更加紧密和均匀。
最后，将纤维进行卷绕和干燥，得到连续的碳纤维束。
最后是热处理过程。
热处理是使碳纤维获得优异性能的关键步骤。
首先，将碳纤维束置于高温炉中，进行碳化处理。
在碳化过程中，通过加热使纤维中的非碳元素（主要为氧、氮和氢）逸出，使纤维的碳含量增加，同时增强了纤维的结晶性和强度。
然后，将碳化后的纤维进行石墨化处理。
在石墨化过程中，通过再次加热，使纤维内部的结构更加有序，提高纤维的热导率和抗拉强度。
除了以上三个主要步骤，碳纤维的生产工艺中还包括纤维的表面处理和后续的加工工艺。
纤维的表面处理可以增加纤维与树脂之间的黏合力，提高复合材料的综合性能。
而后续的加工工艺则包括切割、编织、压制等步骤，将碳纤维制成各种形状和结构的零部件，以满足不同领域的需求。
总结起来，碳纤维的生产工艺是一个复杂而精细的过程。
通过原料制备、纺丝、热处理以及后续的表面处理和加工工艺，可以获得具有优异性能的碳纤维材料。
这种材料的应用前景广阔，将在未来的科技发展中发挥重要作用。
国际碳纤维发展历程
国际碳纤维发展历程
碳纤维是一种以碳为主要成分的纤维材料，具有高强度、高刚度、轻质化、耐高温等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑等领域。
以下是国际碳纤维发展的一些里程碑事件：
1. 1958年：美国杜邦公司研发出第一种商用碳纤维。
2. 1970年代：日本开始大规模生产碳纤维，成为全球碳纤维的主要生产国。
3. 1980年代：碳纤维在航空航天领域得到广泛应用，用于制造飞机、卫星等。
4. 1990年代：汽车制造业开始使用碳纤维材料，以提高汽车的轻量化和燃油效率。
5. 2000年代：碳纤维开始应用于体育器材领域，如高尔夫球杆、网球拍等。
6. 2010年代：碳纤维逐渐应用于建筑领域，用于制造高楼大厦、桥梁等结构。
7. 近年：碳纤维发展呈现出向高性能、高强度发展的趋势，新型碳纤维材料不断涌现，推动碳纤维应用领域的扩大。
总的来说，国际碳纤维的发展历程经历了从初步研发、商业化生产、大规模应用到不断创新升级的过程，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑等领域，为各行业的技术创新和进步提供了重要支持。
碳纤维产品生产工艺
碳纤维产品生产工艺碳纤维产品生产工艺是指生产碳纤维产品时所采用的一系列制造方法和流程。
碳纤维产品生产工艺主要包括材料选择、原丝生产、预浸料制备、复合工艺、热处理和后续加工等环节。
首先，材料选择是碳纤维产品生产的第一步。
根据产品的需求和性能要求，选择适合的碳纤维型号和品牌。
碳纤维具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点，可以替代传统材料在航空航天、汽车、体育器材等领域应用。
其次，原丝生产是指将碳纤维进行拉丝处理，形成细而均匀的纤维。
原丝的质量和性能直接影响到最终产品的质量和性能。
原丝的拉伸过程需要控制好拉力和拉伸速度，以保证纤维的细度和拉伸强度。
然后，预浸料制备是将原丝与树脂进行浸润和固化的过程。
树脂可以提高碳纤维的弯曲强度和耐磨性，同时增加产品的韧性和可塑性。
预浸料的制备需要控制好树脂的配比和浸润时间，保证纤维与树脂之间的结合力和均匀性。
接下来，复合工艺是将预浸料制备好的纤维进行覆盖和叠层的过程。
复合工艺可以通过不同的覆盖方式和叠层厚度，调整产品的强度和刚性。
复合工艺的关键是控制纤维的排列和纤维之间的结合状态，避免出现层间剥离和纤维错位等问题。
然后，热处理是将复合好的产品进行高温热处理的过程。
热处理可以增加产品的强度和耐热性，同时调整产品的硬度和韧性。
热处理的温度和时间需要根据产品的要求和热处理设备的特性来确定。
最后，后续加工是指将热处理好的产品进行裁剪、打磨、组装等工序，形成最终的碳纤维产品。
后续加工可以根据产品的形状和尺寸，使用不同的工艺和设备进行加工。
加工过程需要注意避免产生热量和机械应力，以免对产品造成损伤。
综上所述，碳纤维产品生产工艺主要包括材料选择、原丝生产、预浸料制备、复合工艺、热处理和后续加工等环节。
通过优化和控制每个环节中的参数和工艺，可以获得质量稳定、性能优良的碳纤维产品。
长江钢琴CJ3G采用碳纤维击弦机说明
长江钢琴CJ-3G采用碳纤维击弦机说明长江钢琴CJ-3G采用碳纤维击弦机详细说明采用碳纤维击弦机的《长江钢琴CJ-3G》精选全世界范围内最适合钢琴制造的高品质木材；传承钢琴发源地-欧洲自古以来的传统手工技艺；怀揣着开发世界最优质钢琴的强烈愿望，融汇所有要素孕育而生的钢琴，为之赋予了一个刻骨铭心的名字- 长江！长江CJ-3G产品特点：- 碳纤维击弦机（英国LANGER）- WILH.STEINBERG实木音板- 椭球形音板预应力设计- 加长悬臂式弦码设计- 网状结构铁板背筋设计- 加长设计的键盘超出普通键17mm- 进口乌木黑键（密度1.3）- 低音区采用定弦钮设计- 中高音区上弦枕采用超硬合金铜条（嵌入式弦枕）正面图侧面图长江钢琴是全球第一次采用中文LOGO的钢琴，临摹一代伟人毛泽东的手迹。
长江自古以来就是中国的象征，以中文“长江”命名高端钢琴品牌，更勾勒出鲜明的中华民族特征，加深了音乐人的爱国热情。
钢琴内部型号标志杯型豪华铁板螺钉铁板正面的长江LOGO内部长江LOGO低音区定弦钮设计低音区定弦钮设计中高音区上弦枕采用超硬合金铜条（嵌入式弦枕）中高音区上弦枕采用超硬合金铜条（嵌入式弦枕）：保证琴弦处于最平整的状态。
对音色，音量的均匀，谐和，统一，起非常关键的作用。
德国Roslau琴弦中高音实木码桥中高音实木码桥弦轴扭力测试长江CJ-3G钢琴的弦轴扭力为120-130KG.符合行业标准120-150KG.*参考：1. 生产时日较久的二手钢琴，弦轴扭力仅为20-100KG左右。
可视为弦轴松弛，无法保证标准音高，2. 由于生产商的设备及工艺达不到标准，弦轴板的品质低劣，以及弦轴板的弦轴孔打得过小，弦轴扭力会达到180-250KG以上。
此种钢琴，根本无法进行调律。
也同样保证不了音准稳定。
桃花心木弦槌，德国FFW毛毡榔头排列整齐，弦槌高度非常均匀榔头毛毡平整度很棒榔头前移距离琴弦3mm处退回榔头前移24mm，止音器毡开始离弦碳素纤维击弦机（英国LANGER）碳素纤维又称碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）。
国内外碳纤维工艺技术对比
国内外碳纤维工艺技术对比碳纤维是一种重要的纤维增强材料，具有重量轻、强度高、刚度大和耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车工业、体育器材等领域得到广泛应用。
国内外对碳纤维的工艺技术不同，主要体现在生产工艺、纤维原料和产品性能等方面。
首先，国内外对碳纤维的生产工艺存在差异。
目前国内较常见的碳纤维生产工艺主要有熔融纺丝法、气体负压吹纺丝法和湿法纺丝法等。
熔融纺丝法是将聚丙烯等聚合物加热至熔融状态，通过喷丝头产生的高速气流将熔融物吹喷成纤维，然后进行炭化处理。
气体负压吹纺丝法是通过高压气流将纤维化物吹成纤维，再进行炭化和高温处理。
湿法纺丝法是将聚丙烯、聚丁烯等高聚物溶解在有机溶剂中，再通过纺丝头将纤维化物纺丝出来，并进行炭化工艺。
与此相比，国外也采用电化学纺丝法、氨纶纺丝法、气泡吹纺法等生产碳纤维。
电化学纺丝法是在电解方式下进行纺丝，纺丝物质为胶体，通过电解槽的阳极和阴极产生的电流将胶体纺丝出来，再进行炭化处理。
氨纶纺丝法是在氨纶纺丝机上，将特殊化学药剂溶解在溶剂中，通过喷头纺丝并进行炭化工艺。
气泡吹纺法是将预制的聚酯纤维浸泡在特定溶剂中，通过向溶剂中通入气体产生气泡，将气泡中的纤维拉伸并集结成长纤维状，再进行炭化处理。
其次，国内外对碳纤维的纤维原料选择上也存在差异。
国内主要使用聚丙烯、聚丁烯等低价的热塑性高聚物作为纤维原料，这种热塑性高聚物具有较低的熔点和炭化温度，生产成本相对较低。
而国外则更多地使用聚丘酰胺、聚丙烯腈等高性能化学纤维作为纤维原料，这种纤维原料的熔点和炭化温度较高，产品性能更好。
最后，国内外对碳纤维制品的性能要求也不尽相同。
国内主要生产碳纤维板、碳纤维管等碳纤维制品，其主要应用领域以航空航天、船舶、桥梁等为主。
这些制品的性能要求较高，包括强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性等。
而国外除了生产碳纤维板和碳纤维管外，还广泛生产碳纤维复合材料，如碳纤维增强塑料、碳纤维增强金属等。
这些复合材料不仅具有碳纤维的高强度和刚度，还能充分发挥其他材料的特性，应用范围更广泛。
基碳纤维材料
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本文将对基碳纤维材料的基本概念、分类、性能特点、应用领域以及发展现状和未来趋势进行详细介绍。
二、基碳纤维材料概述基碳纤维材料，简称碳纤维，是一种由有机纤维经过高温碳化处理得到的含碳量极高的无机高分子纤维。
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相比传统的金属材料和其他纤维制成的复合材料，碳纤维复合材料具备质量轻、强度高、弹性模量高的特点，可比传统铝合金结构减重30%，对武器装备性能提升贡献巨大，被广泛用于制造航空器机体及发动机、导弹外壳等。
美国F-22、F-35战斗机的碳纤维复合材料用量比例分别达到24%和36%，以A350、波音787为代表的新型大型民机的碳纤维复合材料用量比例更是达到了50%以上。
碳纤维复合材料的运用已成为衡量武器装备先进性的标志之一。
碳纤维是构成复合材料的关键原材料，承担着复合材料约90%的载荷，其拉伸强度和弹性模量是实现复合材料结构性能目标的关键。
碳纤维复合材料生产和应用技术已经是航空工业制造水平的重要标志之一。
市场发展
高端碳纤维市场一直为日美两国所垄断。
高端碳纤维绝大部分是小丝束的聚丙烯腈（PAN）基碳纤维。
目前全球最主要的6家小丝束碳纤维供应商的市场占比情况是：日本东丽公司占35%～40%、东邦公司占23%、三菱丽阳公司占14%；美国赫氏公司占12%、氰特工业公司占8%；台湾塑料工业和英国SGL公司占3%～5%。
日本3家企业的碳纤维约占全球70%～80%的市场份额，其中东丽公司产能最大，产品性能最好，是全球最大的碳纤维供应商，代表了日本最高的技术水平和研发实力。
美国的两家企业市场占有率约为20%，其中赫氏公司拥有40多年为美国军机开发应用碳纤维的经验，能够自主生产供应碳纤维，是美国厂家中高模量碳纤维技术的领导者；氰特工业公司以碳纤维的后续产品预浸料为主，碳纤维产品性能和研
发能力低于赫氏。
台湾塑料工业公司及SGL的产品性能略低于日本和美国的水平。
碳纤维以拉伸强度和弹性模量为主要指标，目前商业化产品已经发展到第二代，日美两国在广泛应用的第二代碳纤维产品上性能相当。
第一代以20世纪60年代东丽公司的T300和赫氏公司的AS4低强低模碳纤维为代表，T300主要用于波音737等型号的次承力构件，AS4应用在早期F-14战斗机的平尾等部位。
第二代高强度、中等模量碳纤维以20世纪80年代东丽公司的T800和赫氏公司IM7系列为代表，同代产品还有东丽的T700、T1000，赫氏的IM8、IM9等。
T800强度比T300强度提高了68%，模量提高了28%，大量用于A350、波音787等飞机机翼机身的主承力结构。
IM7比AS4强度提高了37%，模量提高了21%，大量用于美国的“三叉戟”Ⅱ潜射导弹及F-22、F-35战斗机等。
第二代碳纤维模量偏低
现阶段，航空航天等领域应用最广泛的是第二代高强度中等模量碳纤维。
由于模量偏低，且碳纤维材料脆性大，易导致复合材料结构部件的疲劳损伤，甚至发生灾难性破坏，限制了航空武器装备性能的提升，更难以满足新一代航空武器装备的性能要求。
随着美国启动第六代战斗机、新一代远程轰炸机、第一代无人舰载作战飞机的研制，航空武器装备对巡航速度、航程、机动性、隐身性能、防护能力和维修性等指标都提出了更高要求，这就需要拉伸强度、断裂韧性、冲击性能等综合性能更高的碳纤维。
要获得综合性能高的碳纤维，就必须在强度和模量这两个基本属性上取得突破，而第三代碳纤维的主要技术特征就是同时实现高拉伸强度和高弹性模量。
同时实现高的拉伸强度和弹性模量是碳纤维研制过程中的技术难点。
原丝制备和碳化是碳纤维制备的两个核心工艺：高质量的PAN原丝是实现碳纤维高性能和批量生产的关键；碳化过程的控制与碳纤维的拉伸强度和弹性模量直接相关。
多年的碳纤维研制经历表明：大幅度地提高碳纤维弹性模量时，拉伸强度会明显降低；而当保持碳纤维的高拉伸强度时，又很难大幅度提高纤维的弹性模量。
究其原因，碳纤维是由大量石墨微晶组成的各向异性材料。
高强度碳纤维通常要求微晶尺寸较小，而高模碳纤维通常要求微晶尺寸较大，如何解决这一矛盾是碳纤维研制中的最大难题。
日美各辟蹊径突破技术瓶颈
日本东丽公司通过突破碳化工艺，使碳纤维强度和模量同时提升10%以上，率先达到了第三代碳纤维的技术要求。
东丽公司认为，碳纤维同时获得高拉伸强度和高弹性模量的关键在于碳化过程中的热处理技术及高温设备。
在热处理技术方面，温度、牵伸、催化、磁场等许多因素都会影响纤维碳化后的性能。
2014年3月，东丽宣布研制成功T1100G碳纤维。
东丽利用传统的PAN溶液纺丝技术，精细控制碳化过程，在纳米尺度上改善碳纤维的微结构，对碳化后纤维中石墨微晶取向、微晶尺寸、缺陷等进行控制，从而使强度和弹性模量都得到大幅提升。
T1100G的拉伸强度6.6GPa，比T800提高12%；弹性模量324GPa，提高10%，正进入产业化阶段。
美国佐治亚理工学院研究小组通过突破原丝制备工艺，在保持碳纤维高强度同时，弹性模量提升28%以上。
赫氏公司的碳纤维产品30年来一直停留在中等弹性模量水平，性能难以突破。
美国国防预研局（DARPA）在2006年启动先进结构纤维项目，目的是召集全国优势科研力量，开发以碳纤维为主的下一代结构纤维。
佐治亚理工学院作为参研机构之一，从原丝制备工艺入手，提高碳纤维弹性模量。
2015年7月，该研究小组利用创新的PAN基碳纤维凝胶纺丝技术，将碳纤维拉伸强度提升至5.5～5.8GPa，拉伸弹性模量达354～375GPa。
虽然拉伸强度和IM7相当，但弹性模量实现了28%～36%的大幅提升。
这是目前报道的碳纤维高强度和最高模量组合。
其机理是凝胶把聚合物链联结在一起，产生强劲的链内力和微晶取向的定向性，保证在高弹性模量所需的较大微晶尺寸情况下，仍具备高强度。
这表明美国已经具备了第三代碳纤维产品的自主研发实力。
日美从两条不同的技术途径都获得了高强度、高模量碳纤维。
从目前的研究成果来看，东丽的第三代碳纤维产品强度更高，更适用于抗拉强度设计值高的结构件；美国的产品弹性模量更高，更适用抗弯、抗冲击、抗疲劳强度设计值高的部件。
日美相关企业和机构都明确表示第三代碳纤维的应用目标是航空航天高端市场，替代目前的T800和IM7第二代碳纤维产品，提高军机结构部件强度、刚度等综合性能。
东丽是传统PAN溶液纺丝技术的先驱，原丝技术高度成熟，产业化能力强，从第一、第二代产品来看，其第三代产品有望在未来5～10年实现工业化生产并全面投放市场。
美国放弃传统溶液原丝制备工艺，采用凝胶纺丝技术，有更大余地对工艺优化，碳纤维性能也有更大提升空间。
美国计划于2030年前后面世的第六代战斗机、新一代远程轰炸机、第一代无人舰载作战飞机极有可能通过应用第三代碳纤维技术而大幅提高作战性能。