新一代的碳纖維新材料有哪些性能和作用

 瀝青系碳纖維材料

瀝青系碳纖維的前軀體為中間相瀝青，由于具有高度濃縮的芳香族結構，使其熱穩定性相當好?；诖颂匦?，中間相瀝青纖維前軀體便可利用熔融紡絲法制造。由于熔融紡絲法可以避免有關溶劑的問題，這種較不復雜的紡絲制程加上前軀體的消耗量可能較少，將使得瀝青系碳纖維成為加熱管 PAN 碳纖維的低成本替代品。但實際上瀝青纖維制程的經濟學并不是這么地簡單。另一方面瀝青系碳纖維的基本結構與PAN 系碳纖維差別極大。且各提供了一定的優點就如 PAN 系碳纖維一般，瀝青系碳纖維的結構在纖維成型時也會有巨大的發展。其反應歷程: 中間相瀝青的制造→中間相瀝青纖維前軀體的制造→中間相瀝青纖維前軀體的穩定化 → 中間相瀝青系纖維的碳化。[16]

 新型碳纖維材料

相對于舊型碳的新型碳[20]，例如fullerenes、納米碳管束和微米碳都是在動力學的控制下，從碳的熱離子漿形加熱管成。在惰性氣體的氛圍下，在不同壓力將碳離子急速冷卻，以制造組元間致密的殼狀結構。近年來研究的新型的碳纖維材料有納米碳管束、微米碳等。

而近年來對于瀝青系碳纖維之新發展有著明顯的效果[14]。碳纖維的性質很明顯地是由形成的結構所控制。碳纖維結構的控制可藉由前軀體化性的改變及控制前軀體纖維成型時結構的發展，或者是調整纖維前軀體熱處理的狀態來加以改善。瀝青系碳纖維已具有近似 PAN 系碳纖維的強度此外作為熱處理的應用方面超低電阻或高熱傳導率的新式瀝青系碳纖維也正在開發中。[15]

作為新一代的碳纖維新材料擁有許多不為人知的性能和作用，各國科學家都在不懈努力研究。它的加熱管許多性能都能很好的應用在人類的生活中，還有延伸應用在光電科技上，是目前各先進國家均研究重點，他們把碳纖維列入下一世紀之先鋒尖端材料。而我國經過科技人員多年的艱苦努力，我國碳纖維技術已取得重大進展，雖然還有諸多問題有待攻克，但我們已經可以不再受制于人，所以我們則有待急起直追極力投入發展方能在下一世紀與世界同步。

具有混亂或放射褶層結構的中間相纖維會展現較高的抗拉或壓縮性質。相較之下，具有線性橫向結構的纖維則會發展成較好的晶格依賴性質。如熱傳導性 [18] 。Rey 預測在高溫之下有利于洋蔥表面結構的形成低溫有利于放射狀結構的生成而混亂結構則會在中間溫度時發生。雖然中間相瀝青系碳纖維是比 PAN 系碳纖維來得新的產品。研究者正開始在研發希望對于如何預測及控制它們的結構能有進一步的了解。大部分 PAN 系碳纖維的研究都將焦點集中在熱處理階段，而大部分中間相瀝青系碳纖維的研究則關注前軀體化性及纖維的成型。[17]