碳纤维的过去、现在和未来

想到最耐用、最可靠和最通用的材料，几乎会立即想到一种特殊的材料：碳纤维。碳纤维是一种坚固而轻便的聚合物，应用范围广泛，从航空航天和飞机到玩具、高尔夫球杆和刀柄的制造。它的强度是钢的五倍，但重量仅为其三分之一。碳纤维是当今无数行业中独特且必不可少的组件。虽然碳纤维的当前形式和用途特别令人感兴趣，但值得考虑的是该材料令人印象深刻的历史及其拟议的未来。让我们来看看碳纤维的过去，它的辉煌现在，以及它的光明未来。碳纤维：令人惊讶的开端碳纤维最早是由一个名叫约瑟夫·威尔逊·斯旺爵士的人于1860年发明的。斯旺是一位英国发明家、物理学家和化学家，是第一个白炽灯泡的早期独立开发者。斯旺发明了碳纤维，以便在早期版本的白炽灯泡灯丝中使用它。他之所以使用碳纤维，是因为它的高耐热性是理想的，使其成为一种极好的电导体。他为长丝制造碳纤维的过程是如此细致和令人印象深刻，以至于直到今天，它仍然被聚合物化学家使用。二十年后，斯旺的碳纤维灯丝灯泡被用作托马斯·爱迪生（Thomas Edison）获得专利的灯泡的底座。爱迪生创造了他的灯泡，然后在美国申请了专利，并宣传他是斯旺发明的发明者。最后，两人妥协了：在英国，他们成立了“爱迪生和天鹅电灯公司”（又名“爱迪生”），在美国，爱迪生获得了生产电灯的权利。然而，最终，这些长丝中的碳纤维被钨取代，碳纤维在接下来的五十年里被淘汰了。直到1950年代，联合碳化物公司开始研究碳纤维应用，尤其是用于军事应用，它才开始普及。从1950年代到1970年代，这种材料经过修改和成型，变得更加有用。今天的碳纤维如今，碳纤维的多种形式存在于各种产品中，无论大小，并在全球范围内具有不同的应用。例如，碳纤维秤被用作刀柄的主要材料。碳纤维板用于许多行业，例如汽车、飞机、机器人、医疗、无人机和消费品。碳纤维织物也有多种编织方式，因此会影响它们的外观和功能。例如，一个3k织物有3,000股碳纤维织物。碳纤维板（或复合材料）由这些织物制成。碳纤维秤、片材、织物和其他变体为使用它们的整体产品提供了无数优势。与其强度水平相比，它非常轻巧，具有低热膨胀性，耐腐蚀性，导电性（就像它最初发明时一样），甚至还能抵抗紫外线。今天，碳纤维存在于无数的产品中，有些是我们每天使用的，有些是我们在非常特定的场合使用的。碳纤维存在于自行车、高尔夫球杆、垒球和棒球棒、航天器、风力涡轮机叶片、车辆（甚至赛车）、雨伞、电子设备、手机壳等物品中——不胜枚举。碳纤维的未来前景如何？碳纤维的未来令人兴奋，并且还在不断发展。不可否认，碳纤维是一种用途广泛的材料，在适当的条件下甚至可以使用寿命。然而，碳纤维目前存在一些问题，未来可能会改变这些问题，以改善我们的水平。碳纤维面临的最主要问题之一是其制造成本。事实上，它是制造的最昂贵、最耐用的材料之一。然而，在这方面，碳纤维的未来是有希望的，因为仅在过去五年中，随着各种形式的碳纤维越来越受欢迎，碳纤维的价格就急剧下降。特别是未来几十年，我们将为我们提供易于获取、更具成本效益且仍然非常可靠、坚固和轻便的碳纤维。