第一節(jié) 炭炭復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)界定及主要產(chǎn)品

一、產(chǎn)業(yè)定義

炭炭復(fù)合材料指以炭纖維為增強(qiáng)體、以炭為基體的復(fù)合材料，采用特殊工藝將兩種不同特性的炭或石墨材料復(fù)合成一體，使其具有炭材料和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的雙重特征，廣泛應(yīng)用在航空、航天和民用工業(yè)領(lǐng)域。

二、主要產(chǎn)品及應(yīng)用情況

作為抗燒蝕短時(shí)使用的材料，炭炭復(fù)合材料已在航天工業(yè)中得到成功地應(yīng)用；作為耐磨材料，最成功的范例是炭炭復(fù)合材料飛機(jī)剎車盤、在這方面已形成了成熟的市場(chǎng)；在其他核能、冶金、醫(yī)療、汽車、體育用品等不少領(lǐng)域也逐步得到應(yīng)用；生產(chǎn)單、多晶硅及半導(dǎo)體材料領(lǐng)域；在有色金屬、鋼鐵冶金領(lǐng)域需求大量的高溫導(dǎo)熱承力部件和緊固件，炭炭復(fù)合材料由于其具有的高溫力學(xué)性能和導(dǎo)熱能力，具備極高的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)；熱場(chǎng)是硅材料成晶的最重要條件之一，單晶爐的熱場(chǎng)梯度直接影響著單晶的質(zhì)量好壞，炭炭復(fù)合材料(坩堝托、發(fā)熱體、保溫材料、緊固件）能滿足各種大尺寸的熱場(chǎng)要求，具有純度高、力學(xué)性能高等特點(diǎn)，相比石墨產(chǎn)品而言具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)和極高的性價(jià)比。

 第二節(jié) 炭炭復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

 炭炭復(fù)合材料的發(fā)展大致可劃分為三個(gè)階段：從炭炭復(fù)合材料的發(fā)明到六十年代中期為基礎(chǔ)工藝 研究 階段；從六十年代中期到八十年代中期為應(yīng)用開(kāi)發(fā)階段，以炭炭飛機(jī)剎車盤、耐燒蝕炭炭復(fù)合材料和航天飛機(jī)抗氧化炭炭鼻錐帽的應(yīng)用為代表；八十年代中期到現(xiàn)在，為炭炭復(fù)合材料民用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用階段，以高溫爐炭炭復(fù)合熱場(chǎng)材料為代表。

1、第一階段

炭炭復(fù)合材料是以炭纖維增強(qiáng)炭基體的復(fù)合材料，該材料源于一次意外的發(fā)現(xiàn)，1958年美國(guó)CHANCEVOUGHT實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行碳/酚醛實(shí)驗(yàn)時(shí)失誤導(dǎo)致得到炭基體。由此，在復(fù)合材料家族中又增加了一個(gè)新成員。炭炭復(fù)合材料自50年代末問(wèn)世起就引起了全世界的關(guān)注，各發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入這方面的 研究 。但在最初幾年發(fā)展緩慢，即所謂的60年代初期的低性能階段。

2、第二階段

1963年，日本學(xué)者大谷杉郎成功地研制出了瀝青基炭纖維，使制造高模、高強(qiáng)、低成本的炭纖維等成為可能，極大促進(jìn)了炭炭復(fù)合材料的研制。到60年代末期，美國(guó)已成功地將炭炭復(fù)合材料用于火箭噴管，英國(guó)Dunlop公司則在1974年成功地將炭炭復(fù)合材料剎車盤用于協(xié)和號(hào)飛機(jī)。自70年代起，炭炭復(fù)合材料在美國(guó)和歐洲得到很大發(fā)展，推出了炭纖維多向編織技術(shù)、高壓液相浸漬工藝及化學(xué)氣相浸滲法(CVI），并利用這些方法制得了高密度的炭炭復(fù)合材料，為炭炭復(fù)合材料的制造、批量生產(chǎn)和應(yīng)用開(kāi)拓了思路。

 3、第三階段

80年代以來(lái)，炭炭復(fù)合材料的 研究 極為活躍，更多國(guó)家進(jìn)入這一 研究 領(lǐng)域，在提高性能、快速致密化工藝 研究 及擴(kuò)大應(yīng)用等方面取得很大進(jìn)展。炭炭復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域也從航空航天領(lǐng)域擴(kuò)展到核能、冶金、醫(yī)療、汽車、體育用品等眾多部門。

我國(guó)在20世紀(jì)七十年代初開(kāi)展炭炭復(fù)合材料 研究 ，八十年代末期啟動(dòng)民機(jī)炭剎車盤材料的 研究 工作，有華興航空機(jī)輪公司、煙臺(tái)冶金新材料 研究 所、中南大學(xué)、西安航天復(fù)合材料 研究 所超碼科技有限公司、北京航空材料 研究 院等單位。經(jīng)過(guò)10多年艱辛攻關(guān)，各單位制造出不同類型民機(jī)用的炭剎車盤材料，先后用于新舟60型飛機(jī)，B757-200型飛機(jī)，MD-90型飛機(jī)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)炭炭復(fù)合材料具有里程碑意義的第四個(gè)重大突破。

從八十年代初固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的炭炭喉襯到目前飛機(jī)碳剎車摩擦材料、導(dǎo)彈彈頭防熱材料、高溫爐炭炭熱場(chǎng)材料的應(yīng)用，我國(guó)炭炭復(fù)合材料的發(fā)展取得了舉世矚目的成績(jī)。

第三節(jié) 炭炭復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位

2010年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)6500億元，與2005年相比年均增長(zhǎng)近20%。“十二五”期間，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)總產(chǎn)值將達(dá)2萬(wàn)億元，年均增長(zhǎng)率超過(guò)25%，到2015年要建立起具有一定自主創(chuàng)新能力、規(guī)模較大、產(chǎn)業(yè)配套齊全的新材料產(chǎn)業(yè)體系；到2020年，新材料產(chǎn)業(yè)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，主要產(chǎn)品能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的需要。

新材料是七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)于支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，保障國(guó)家重大工程建設(shè)，具有重要戰(zhàn)略意義。新材料應(yīng)用也很廣泛，幾乎可以滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，醫(yī)用、環(huán)保、電子信息、建筑、化工等領(lǐng)域的新材料需求空間巨大。

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