摘要:碳是世界上含量十分丰富的一种元素。碳材料在人类发展史上起着主导的作用，其应用最为出众的一次是在第二次工业革命。现代科技的发展使得人类又获得了几种新型的碳材料--碳电炉炼钢技术出现新的突破；在新材料评价技术方面也有许多进展，如超高温超高压技术用于碳素新相的探索等。

　　日、美等发达国家一直对于碳材料的研究十分重视。由于碳材料突出的特性，美国将碳材料定为战略材料之一，充分利用其巨大的国防费用和航天费用，积极进行研究与开发。日本最近几十年来在国际上率先在低温气相生长金刚石和纳米碳管等方面取得了突破性进展。为了进一步加强这方面的研究与开发，最近几年日本政府先后实施了三个大型研究项目，即“高功能碳素系材料的研究”项目，重点研究金刚石薄膜等作为电子材料和零磨损、无油润滑材料等；“碳材料中功能性微米和纳米空间的创制”项目；“碳合金的创制”研究项目。

　　我国碳材料研究与生产起步于解放初期。在前苏联的援助下，首先建设了以生产炼钢用石墨电极为主的吉林碳素厂和以生产电工用碳制品为主的哈尔滨电碳厂。六十年来我国碳素工业从无到有，有了长足的发展。我国碳材料的研究水平从整体上来说落后于美国、日本和欧洲等工业国家。在某些重要领域我

　　国紧随美，日等发达国家之后，差距并不明显，如C/C复合材料、活性炭纤维、柔性石墨等。

　　料，其中碳含量高于99%的称为石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性

　　介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好， X射线

　　加工性，365wm完美体育官网而且其耐蚀性出类拔萃，是新一代增强纤维。碳纤维广泛用于民用、军用、建筑、航天以及超级跑车领域。

　　按照制造工艺和原料的不同，碳纤维可以分为有机前驱体法和气相生长法碳纤维。有机前驱体法即采用有机纤维为原料，经过一系列前处理后将其碳化，收集得到碳纤维的方法。有机前驱体法制备碳纤维的质量、品种和成本80%取决于纤维前驱体，例如聚丙烯蜡基。气相生长法是碳纤维的另一种制备

　　方法，在低分子气态烃类的高温下与过渡金属如Fe、Co、Ni或合金接触时通过特殊的催化作用可以从气相直接生成碳纤维。该法制备的碳纤维其拉伸强度和拉伸模量比前驱体法制备的碳纤维都要强。

　　碳纳米管是碳材料家族中一个重要的成员。 1991年，Iijima首次在高分辨电

　　镜下发现在 C60的产物中有纳米级碳管状物的存在，并将其定义为碳纳米管

　　(CNT)，随后1993年首次得到了单壁碳纳米管。这成为继 C60后碳材料又一重大

　　目前已有不同的方法制备碳纳米管。电弧放电法制备碳纳米管是在真空反应腔中充满惰性气体或氢气，采用较粗大的石墨棒为阴极，细石墨棒为阳极，在电弧放电过程中阳极石墨棒不断被消耗，同时在阴极上沉积出含有碳纳米管的产物。此外还有激光蒸发法、化学气相沉积法、热解聚合物、离子辐射、电解、金属材料原位合成池、火焰法等方法制备碳纳米管。