分別從聚合、原絲制備、預氧化及碳化工藝等方面對低成本碳纖維的制備技術進行了綜述。而碳纖維增強復合材料的高成本不僅來自于碳纖維，還來自于復合材料的制造成本，因此，也概述了幾種碳纖維增強復合材料的低成本制備技術，包括RTM／RFI工藝、自動鋪放技術、纖維纏繞和拉擠成形、電子束固化。最后特別指出，碳紙維制備成本是決定復合材料能否大規模取代鋼材的根本所在，因此，我國應高度重視碳纖維的高效低成本制備新技術的研究與開發。
碳纖維是一種以聚丙烯腈PAN）、瀝青、粘膠纖維等人造纖維或合成纖維為原料，經預氧化、碳化、石墨化等過程制得含碳量達90%以上的無機纖維材料，具有質輕、高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、導電導熱性好、熱膨脹系數小等一系列優異性能，是航空航天、國防軍事工業不可或缺的工程材料，同時也是民用工業更新換代的新材料。其中，由于聚丙烯腈纖維制得的碳纖維綜合性能好，并且易于連續性大規模生產，因此聚丙烯腈基碳纖維在碳纖維市場一直占領先地位，特別是在制備高性能碳纖維方面，已占到碳纖維總產量的75%以上。而碳纖維復合材料在大型飛機、風力發電葉片、汽車部件、石油開采抽油桿、電力輸送電纜等領域的應用將會推動節能減排的實現，但是由于碳纖維及其復合材料的生產成本較高而限制了其使用范圍。碳纖維復合材料的高成本主要集中PAN原絲的生產成本較高、生產流程長和復合材料制備成本高等方面，因此低的原絲成本與先進的加工技術將會在很大程度上降低碳纖維復合材料的成本，從而擴大其應用范圍。在節能減排和環保的低碳經濟全球化的今天，低成本碳纖維及其先進的復合材制備技術將成為研究的熱點。
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2019-10-15
