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應(yīng)用領(lǐng)域

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蓄電池電極

　　（1）鉛酸蓄電池：碳纖維具有很強(qiáng)的耐酸堿、耐蝕性能。鉛酸蓄電池極板活性物質(zhì)中加入一定比例的碳纖維后（碳纖維長度100~200um），會明顯提高蓄電池的性能指標(biāo)，如延長蓄電池的放電時間、提高循環(huán)使用壽命及快速充電等性能。這是應(yīng)為碳纖維的加入可阻止活性物質(zhì)在極板上脫落，并加大導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。由于瀝青基碳纖維含碳量高、價格低廉等，在蓄電池上應(yīng)用是必然趨勢。哈爾濱工程大學(xué)經(jīng)過實驗研究：碳纖維的加入量為0.2-0.3%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）時，能提高正極活性物質(zhì)利用率可提高7%-15%.
　　(2) 鋰蓄電池：有限資源的日益減少及城市環(huán)保等因素，使得一波新能源汽車興起，拉動了多功能高性能鋰電池發(fā)展；日前，有消息稱來自瑞典的研究人員正在探索研制可用于電動汽車的碳纖維鋰電池電極材料，該材料具有非常高的抗拉強(qiáng)度。該碳纖維鋰電池電極材料將被用于電動汽車的多功能鋰離子結(jié)構(gòu)電池。其中，多功能鋰離子結(jié)構(gòu)電池能夠?qū)㈦姵貎δ芪镔|(zhì)集成到汽車車身中。由于碳纖維材料具有非常高的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度(ultimatetensilestrength，UTS)，并且其還具有非常強(qiáng)的鋰離子集成能力。因此，碳纖維材料常被用作鋰離子電池中的結(jié)構(gòu)電極。

剎車片

　　碳纖維具有高比強(qiáng)度、高比模量、高導(dǎo)熱性、低膨脹系數(shù)、斷裂韌性高、耐磨性好、抗燒蝕以及有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性、強(qiáng)度隨溫度升高而增加等特點。這些特點更適合在制備碳碳復(fù)合及復(fù)合剎車片產(chǎn)品中的應(yīng)用。實踐證明碳纖維在剎車片中加入1~2%比例，就明顯提高了剎車片的性能。

密封件

　　在高溫高壓的有機(jī)溶劑環(huán)境中，一般采用氟橡膠、硅橡膠等特種橡膠，通過調(diào)整瀝青基碳纖維的含量，制品的較高操作溫度可以達(dá)到400℃以上，而且耐溶性能好，使用丁腈膠或改性丁腈膠以及天然膠配合，可以滿足350℃以下的使用要求，碳纖維增強(qiáng)橡膠密封墊片的關(guān)鍵技術(shù)在于開發(fā)一種全新的成型工藝，在不損傷碳纖維和不降低基體材料性能的前提下，使碳纖維均勻布于基體材料中，較大限度的發(fā)揮材料性能，拓寬基體材料的選擇范圍。采用碳纖維紙制備碳纖維增強(qiáng)橡膠密封材料是一種全新的技術(shù)路線，目前尚未有相關(guān)報道，其優(yōu)點是在加工成型時，碳纖維不會受到破壞，在制品整個層面上纖維是二維連續(xù)的，極大的增加了制品的強(qiáng)度和耐磨性，而且該技術(shù)路線適用于所有種類的橡膠基體，包括各種熱塑性塑料基體，大大拓寬了基體材料的選擇范圍，可以制備出不同使用要求的系列產(chǎn)品。

建筑材料

　　由于碳纖維有強(qiáng)度高、模量大、比重小、耐強(qiáng)腐蝕，無毒等特點，在土木建筑應(yīng)用中日益受到人們的青睞；由于水泥具有脆性大、抗拉強(qiáng)度低、而鋼筋混凝土的鋼筋耐腐及耐高溫又差。為了改善這些弊端，人們利用碳纖維的力學(xué)特性及防腐蝕等特性，將其用混凝土或水泥做基體制成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，大大拓展碳纖維的利用空間？；在一些研究實驗及使用實踐證實，雖然通用級瀝青基碳纖維的力學(xué)性能不如聚丙烯晴基碳纖維，但瀝青基碳纖維與水泥的親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)pan基碳纖維，用瀝青基碳纖維水泥復(fù)合材料整體性能更優(yōu)與pan基碳纖維水泥復(fù)合材料，這也確定了瀝青基碳纖維在這塊領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢，將pan基碳纖維進(jìn)行表面可以解決親和力問題，但是二次加工成本非常高，很難推廣使用。
　　目前碳纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合的應(yīng)用主要還在，重要工程增強(qiáng)修補(bǔ)、海洋工程建筑、重要國防軍事防控工程等，隨著應(yīng)用技術(shù)拓寬加上規(guī)模化生產(chǎn)使成本下降及瀝青基碳纖維性能的提高，瀝青基碳纖維在這一塊領(lǐng)域應(yīng)用將會是萬噸級規(guī)模。

瀝青基活性碳纖維活吸附材料

　　隨著社會的發(fā)展對環(huán)境的影響的矛盾問題日益加劇，迫使全世界對環(huán)保意識重視。特別是工業(yè)廢液廢氣及民用污水等處理，在這些方面活性炭纖維則發(fā)揮了更大優(yōu)勢。
　　瀝青基活性碳纖維 (ACF) 作為吸附材料 , 具有以下優(yōu)點 : (1) 吸附性能好，具有大的比表面積 (1000 —3000 m2· g- 1) 和豐富的微孔，微孔的體積占總孔體積的 90% 以上 , 比一般活性炭 (AC) 具有更大的表面積和孔容積、外表面比 AC 大 100 倍以上、吸附容量約大 1 — 10 倍；(2) 其微孔都在外表面上，所以 ACF 的吸附 / 脫附速度快； (3) ACF 中的碳都以類石墨亂層狀堆積而成，所以 ACF 具有良好的導(dǎo)電性能；(4) 氧化還原性能強(qiáng) ，活性碳纖維可將貴金屬離子還原為低價離子或金屬單質(zhì)，還可催化還原如 NO X 和 CO 等無機(jī)氣體；(5) 對微生物具有良好的負(fù)載能力正是由于 ACF 的優(yōu)異特性與性能；(6) 瀝青基活性碳纖維生產(chǎn)方法簡便；(7) 收率高，是其它碳纖維的1-2倍；(8) 生產(chǎn)成本低，只有其它碳纖維成本的三分之一；(9) 可循環(huán)重復(fù)使用等特點。
　　由于瀝青基活性炭纖維生產(chǎn)方法、性能、成本等優(yōu)勢，未來在此領(lǐng)域發(fā)展空間巨大。

超高溫保溫材料

　　保溫材料分為低溫保溫制品和高溫保溫制品，而在高溫環(huán)境下的保溫材料制品又分為無機(jī)類保溫材料（如巖棉、硅酸鋁、氧化鋁及氧化鋯等）和碳質(zhì)保溫材料（如泡沫炭、纖維碳等）。無機(jī)類纖維保溫材料的使用溫度一般在1000℃-1400℃之間，極少數(shù)產(chǎn)品能在1800℃下使用。碳質(zhì)保溫材料可以在1000~3500℃真空或惰性氣體保護(hù)條件下應(yīng)用。在2000℃以上高溫環(huán)境下只能使用碳質(zhì)保溫材料。
　　碳纖維保溫材料制品在國內(nèi)外市場已完全成熟，國內(nèi)用量目前已達(dá)到2000-3000噸，每年以30%增長。
　　碳質(zhì)保溫制品通常包括碳纖維軟氈（針刺氈）、碳纖維硬氈和泡沫炭。其中碳纖維硬氈性能較優(yōu)，主要特點為：自支撐性，可以加工成各種形狀，安裝、拆卸非常方便；抗氧化、抗氣流沖刷，使用壽命長等。但價格較高，主要應(yīng)用于高端真空爐上，如單晶硅拉伸爐、多晶硅鑄錠爐等，但隨著制造成本的逐步降低，在低端爐上的廣泛應(yīng)用是必然趨勢。
　　碳纖維硬氈的制造工藝通常包括軟氈疊層硬化、短纖維濕法成型硬化等。軟氈硬化工藝簡單，制造成本低，但產(chǎn)品的密度較高，通常在0.2Kg/cm3以上（但采用低密針刺氈硬化產(chǎn)品密度可以低于0.2Kg/cm3），且長期使用后層與層之間容易開裂，使用壽命較短；濕法成型硬氈整體性好無接縫，密度易于調(diào)整，通常密度調(diào)整范圍0.12~0.35Kg/cm3，自支撐性好，使用壽命長，但產(chǎn)品制造工藝流程較長，成本相對較高。總之，濕法成型硬氈產(chǎn)品性能優(yōu)于軟氈硬化產(chǎn)品，但制造成本高于軟氈硬化產(chǎn)品。
　　用于制造硬氈的碳纖維主要包括PAN基碳纖維、黏膠基碳纖維和通用級瀝青基碳纖維，其中通用級瀝青基碳纖維碳含量更高，導(dǎo)熱系數(shù)及熱容量更低，同時價格低廉，這些特點更適合制造碳質(zhì)保溫氈產(chǎn)品。目前我們的產(chǎn)品較大的是在成熟市場太陽能板的多晶硅和單晶硅的高溫生長爐及石墨冶金爐的應(yīng)用中，我們的產(chǎn)品（瀝青基碳纖維）在高溫爐上使用中的優(yōu)勢有，1.性能優(yōu)勢：瀝青基碳纖維的隔熱性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超于其它碳纖維，特別是日本吳羽公司的瀝青基碳纖維已成為行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，目前我們產(chǎn)品也不亞于吳羽公司的產(chǎn)品。2.成本優(yōu)勢：我們的產(chǎn)品成本大大的低于其它種類的碳纖維，是PAV（聚丙烯晴）基碳纖維的1/3----1/4 。

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