碳纤维的原料有哪些？

组成：

碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是Z高的。

历史：

碳纤维研制和应用可以追溯到1850年的碳素灯丝，此后的研究应用一直处于停滞状态，到上世纪五十年代随着工业技术的发展和军事工业的要求，碳纤维的研制和生产，相继解决了原丝的选择和高温碳化的工业生产工艺，使碳纤维应用才进入到一个新阶段。首先是在航空航天等军事领域的应用，逐步扩展到高级民用工业，而真正用于建筑工程结构加固也就只有近十多来年的历史。 碳纤维和石墨纤维一般统称为碳纤维，含碳量都在95%以上，但碳元素只有在高温高压下才能熔融，不可能直接从碳元素制取碳纤维，理论上任何有机纤维经碳化后均可制成碳纤维，实际上目前具有工业意义的原丝仅有聚丙烯腈纤维(PAN)和中间相沥青，各国生产碳纤维主要是以聚丙烯腈纤维为原料，经过高温碳化等特殊工艺加工成极细的纤维丝(直径5~10μm)，提高单丝强度，使一定量纤维的表面积增大很多，更利于加强与树脂胶的结合。 过去制约碳纤维加固技术应用的因素之一是原丝和成品的价格，刚研制成功时每公斤的碳纤维原丝价在1000美元以上，当前已降至30美元以下；碳纤原丝产量最高的国家仍是日本和美国，而以碳纤布商品进入中国大陆市场的则有日本、法国、瑞士和台湾等地的产品，用进口原丝加工编织的国产碳纤布亦开始进入市场，市场竞争日趋激烈，价格正在逐渐下降。 

应用：

碳纤维成品在土木工程中应用主要有纤维布、纤维板、棒材、型材、短纤维等，各有不同的使用范围，而当前加固工程中用量最大和最普遍的还是碳纤维布(片)，碳纤维布常用的规格是200g/m2和300g/m2，厚度分别是0.111mm和0.167mm；碳纤维复合板厚度一般为1.2~1.4mm，由3~4层碳纤布经过树脂浸渍固化而成，主要用于梁、板的加固，用纤维板加固的结构，外形规整，施工简便，但原材单价较高，国内使用尚不普及。 高性能碳纤维布的最主要指标仍是其强度、弹性模量和断裂伸长．一般抗拉强度都在3500 Mpa 以上，弹模在230000 Mpa 以上, 伸长率在1.4%以上，结构加固主要是利用碳纤维的高抗拉性能，广泛用于钢筋混凝土结构的梁、板、柱和构架的节点加固，也很适合用于古建筑物或砌体结构的维修加固，恢复和提高结构的承载能力和抗裂性能，国内外成功的应用实例已不胜枚举。1995年日本板神大地震和台湾大地震后之后，碳纤维作为耐震补强材料和技术的地位得到了进一步的发展和确定。 近年来在国内不少高等院校、科研部门、和各大设计院参与到对碳纤维的应用和研究，目前国家还没有颁布正式的设计和施工规范，在建设部确定的研究项目中,已包括有“纤维增强复合材料(FRP)用于城市桥梁的加固与修补研究”、“碳纤维材料加固混凝土结构新技术”等课题，碳纤维的应用研究已得到国家的重视。