碳纤维的发现和由来

发布时间:2024-12-06

碳纤维的发现和由来可以归纳如下:
一、早期发现与初步应用
碳纤维的起源:碳纤维的最早应用可以追溯到19世纪70年代,当时它被用作白炽灯的灯丝。
斯万的贡献:英国化学家斯万在1878年改进了灯泡的真空度,使得白炽灯能够连续工作更长时间。斯万通过棉纱制备碳纤维,并申请了相关专利。
爱迪生的创新:1879年,美国发明家爱迪生购买了白炽灯的发明专利,并进行了改进。他使用油烟、焦油、棉纱和竹丝等材料尝试制备碳丝,最终成功将碳纤维应用于白炽灯的灯丝上,使得白炽灯的照明时间可以持续45小时。1892年,爱迪生取得了碳纤维长丝制备的发明专利,这是碳纤维的第一次大规模商业化应用。
二、人造纤维与碳纤维的发展
人造纤维的出现:20世纪早期,粘胶和醋酯等人造纤维的出现为碳纤维技术的发展提供了新的方向。 化学纤维的商业化:20世纪中期,聚氯乙烯、聚酰胺和聚丙烯腈等化学纤维的商业化生产为高性能碳纤维的研发提供了前提。
三、高性能碳纤维的研发与应用

阿博特的贡献:20世纪50年代中期,美国人威廉姆•F•阿博特发明了碳化人造纤维提高碳纤维性能的方法,并获得了美国专利。这种方法使得碳纤维的碳密度和硬度更高,同时保持了良好的柔韧性和弹性。
碳纤维的工业化生产:1957年,巴尼比-切尼公司开始商业化生产棉基或人造丝基碳纤维复丝,这标志着高性能碳纤维基础科学研究和工业化技术研发进入了高峰期。
碳纤维的现代化应用:碳纤维因其高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等优异性能,在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到了广泛应用。特别是在航空航天领域,碳纤维复合材料的应用使得飞机和航天器的性能得到了显著提升。
综上所述,碳纤维的发现和由来经历了从早期作为白炽灯灯丝的应用,到人造纤维和化学纤维的推动,再到高性能碳纤维的研发和工业化生产的过程。如今,碳纤维已成为一种重要的高性能材料,在多个领域发挥着重要作用。

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