فیبر کربن چین
تحقیقات در مورد صنعت فیبر کربن در چین را می توان به دهه ۱۹۶۰ ردیابی کرد.
با این حال، تا سال ۲۰، صنعتی شدن فیبر کربن تحقق پیدا نکرد و با توجه به توسعه طولانی مدت فناوری آماده سازی فیبر کربن در چین، واحدهای تحقیقاتی مختلف به تدریج شروع به عدم اعتماد به نفس کافی کردند. پرسنل R&D از تمام اقشار مختلف زندگی از کلمه "فیبر کربن" اجتناب کرده اند. در این زمان سخت ترین دوره فرورفتگی برای بومی سازی و تحقیق و توسعه مواد فیبر کربنی است.
در برابر این پیشینه، آقای شی چانگ شو، دانشمند استراتژیک و دانشگاهیان آکادمی علوم چین و آکادمی علوم چین، در بحث در مورد صنعتی شدن فیبر کربن در سال ۲۰ پیشتاز شد.
این معلم در ابتدای سال ۲۰۰۱ «گزارش درخواستی در مورد تسریع در توسعه فیبر کربن با کارایی بالا» را به کمیته مرکزی حزب ارسال کرد. در اکتبر ۲۰۰۱، وزارت علوم و فناوری جمهوری خلق چین تصمیم گرفت تا پروژه ویژه ای در مورد فناوری های کلید فیبر کربن با نام رمز ۳۰۴ پروژه ویژه راه اندازی کند.
از آن زمان، چین به طور رسمی وارد خط سریع تحقیقات مستقل و توسعه فیبر کربن...
فیبر کربن در خارج از کشور چگونه محبوب می شود؟
در پایان قرن ۱۹ جوزف سوان بریتانیایی و توماس ادیسون آمریکایی در جستجوی بهبود فیلامنت های لامپ نور، فیلامنت کربن را اختراع کردند. اگرچه این فیلامنت کربن در آن زمان با فیلامنت های تنگستن ارزان تر جایگزین شد، اما این ماده فیبری کربندار هم اکنون اولین محصول جوانه زدن فیبر کربن محسوب می شود.
ادیسون
در توسعه تاریخی بعدی، فیلامنت کربن همواره به عنوان شکست بهینه سازی فیلامنت در نظر گرفته شده است، و در صنعت و تولید مورد توجه قرار ن گرفته است.
تا زمانی که آن سازمان جادویی، ناسا، بر روی صحنه تاریخ ظاهر شد، این نوع جدید از مواد هوافضا با مقاومت دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالا و چگالی پایین دوباره به تمدن مدرن متصل شد و به عنوان «فیبر کربن» نامگذاری شد.
همان طور که پوشک، کفش بالشتک هوا، و سبزیجات کم آب همگی از ناسا به میدان غیرنظامی نقل مکان کرده اند، فیبر کربن، به عنوان «عشق جدید» یافت شده توسط ناسا در صنعت مواد، به طور طبیعی توسط شرکت های مختلف ارزش گذاری می شود تا ببینند آیا می تواند اولین باشد یا نه. کسی که خرچنگ می خورد، اولین کسی است که بازار را تصاحب می کند و ثروتی به دست می آورد.
در نتیجه شرکت یونایتد کربن مرکب UCC وارد صنعت توسعه فیبر کربن شد و در سال ۱۹۵۹ اولین ماده فیبر کربنی مبتنی بر وسکوز در جهان تورنل-۲۵ را توسعه داد.
در آن زمان در طول جنگ سرد بین اتحاد جماهیر شوروی و آمریکا، مسابقه های مختلف تسلیحاتی برخاست. اگر تو هواپيما داشته باشي من به دنيا ميرم و اگر تو به دنيا بري من به ماه ميرم . به عنوان ماده ای با عملکرد عالی در زمینه های هوافضا و نظامی، فیبر کربن نیز به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است.
اولین مرد روی ماه: آرمسترانگ
از آنجا که ایالات متحده نیاز دارد، پس ژاپن ساخته شده وجود دارد.
در آن زمان ژاپن به عنوان بزرگترین «جایزه» آمریکا در جنگ جهانی دوم نیز تحقیقات فعالی را در مورد فیبر کربن آغاز کرد.
در واقع تورنل-۲۵ UCC در واقع کامل نیست. نام تکنولوژیکی فیبر کربن مترادف با اسکناس در دهه ۱۹۵۰ بود. با توجه به قیمت طلا در آن زمان فیبر کربن با همان کیفیت گران تر از طلا بود. هزینه بالای طلای سیاه مناسب به بزرگترین نقطه درد فیبر کربن در آن زمان تبدیل شد.
در سال ۱۹۶۱ آکیو شینتو از آزمایشگاه صنعتی اوساکا با موفقیت این فناوری را برای تهیه فیبرهای کربنی مبتنی بر پلی آکریلونیتریل (PAN) اختراع کرد.
شینتو آکیو
پیش از این عملکرد کربنیزاسیون فیبرهای مبتنی بر ویکز ناسا نسبتاً کم بود که تنها ۲۰٪ بود. به این صورت که پس از ۱۰۰ کیلوگرم فیبر بر پایه ويسکوز کربن دار می شود، تنها ۲۰ کيلوگرم فيبر کربنی می تواند به دست آید.
با توجه به فرمول مولکولی ویسکوز، نسبت اتم های کربن حدود ۴۴٪ است، اما در فرایند کربنیزاسیون، نیمی از اتم های کربن با اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن واکنش نشان می دهند. این امر همچنین منجر به عملکرد پایین تر فیبر کربن مبتنی بر ویسکوز می شود که رضایت بخش نیست.
آکیو جیندو از PAN برای داشتن ویژگی های پایداری حرارتی پس از پیش اکسیداسیون استفاده کرد، به این صورت که می توان گفت، در طی فرایند کربنیزاسیون، فعالیت شیمیایی اتم های کربن فیبرهای PAN زیاد نیست، و اتم های کربن را می توان به خوبی حفظ کرد.
واقعیت ها ثابت کرده اند که قضاوت کندو آکیو درست است. عملکرد کربنیزاسیون مسیر فرایندی که او توسعه داد بین ۵۰ تا ۶۰٪ است، و عملکرد به مراتب برتر از الیاف مبتنی بر ویسکوز است. نرخ تبدیل افزایش یافته است، و قیمت به طور طبیعی کاهش یافته است. از آن زمان، PAN به سرعت جایگزین الیاف کربن مبتنی بر ویکز شد. هم اکنون سهم الیاف کربنی مبتنی بر ویکز کمتر از ۱۰٪ است، در حالی که الیاف کربن مبتنی بر PAN بیش از ۸۰٪ سهم را تشکیل می دهند.
با تکنولوژی آماده سازی دست اول پیش ساز پلی آکریلونیتریل، ترای با موفقیت در صدر آماده سازی فیبر کربن قرار گرفته است.
پس از آن، در سال ۱۹۷۱، شرکت Toray ژاپن (Toray، نام انگلیسی 'Toray Industries, Inc) با یونایتد کربن ترکیبات ایالات متحده برای تولید فیبر کربن T300 همکاری کرد، و به تولید انبوه ۱ تن در ماه در آن زمان دست یافت.
متعاقباً شرکت تورای به ارتقاء کیفیت فیبر کربن در طول تی۳۰۰، تی۸۰۰، تی۱۰ ادامه داد و پیشگام اضافه شدن مواد فیبر کربنی به کالاهای ورزشی مانند راکت، میله ماهیگیری، باشگاه گلف و غیره بود که به محصولی دنباله دار در صنعت کالاهای ورزشی تبدیل شد. ترای ژاپن نیز به شهرت رسید و به بزرگترین تولیدکننده مواد فیبر کربنی جهان تبدیل شد.