日本材料科学这么发达?

贝昀贝昀最佳答案最佳答案

其实这个问题问的是,“为什么碳纤维会那么贵”。 先说一下结论,其实碳纤维不贵!只是相比钢和玻璃纤维,他比较特殊而已。

一、C/SiC复合材料比碳纤维便宜很多 用碳陶作为增强体的C/SiC(陶瓷)复合材料,密度只有3.0g/cm³~4.25g/cm³,强度却是碳纤维的10倍左右,可以理解为既轻又硬。而且耐热腐蚀能力超强,在1400℃以上高温环境下,除了水分外,其他化合物几乎不溶于其中,被称为“高温王国里的凉粉”。这种材料非常适合航天和军工领域。 目前世界上能量产的C/SiC材料,是使用沥青为原料制成,价格低廉,每千克不到70美元。我国正在全力研发以石油焦为原材料生产C/SiC新材料,预计成本能降到60美元以下。

二、高性能碳纤维的成本 在讲碳纤维的成本构成前,有必要先了解一下目前全球碳纤维产业格局,毕竟这是个资本密集型和技术密集型的行业。 根据原材料来源的不同,碳纤维可分为聚丙烯腈纤维碳纤维(PAN-CF)、沥青基碳纤维(ACF)、粘胶基碳纤维(VBFC)等几类;根据性能指标的不同,又可以分为高模量碳纤维(HM)和高强度碳纤维(FS)。 目前国内商业化的碳纤维主要是由石化企业或科研院所与纺织企业合作研发的PAN-CF,强度在7000MPa以上,模量在80GPa以上的属于高强高模碳纤维;而国外开发的碳纤维产品则向更高端的高性能碳纤维(HS)发展,比如美国Zoltek公司生产的Tepon HS系列碳纤维,抗拉强度可达585MPa,弹塑性模量高达73GPa,可加工成厚度仅为0.2mm的超薄纤维布。

根据美国Zoltek官网报价,以厚度为单位计算的碳纤维单价约为11.6美元/mm²~15.6美元/ mm²,换算成克价大约为1000元/ g—1300元/g。如果按克价计算,这个数据与进口石墨和膨胀珍珠岩相当,要比进口矿渣微球低一半左右。当然,这仅包含了Zoltek碳纤维的生产成本,如果加上工厂建设费、专利费和其他费用,最终计算到每平方英尺上的芯片费用,恐怕就要翻好几番了。 三、结束语 其实,如果仅仅从成本角度考虑,任何材料都不可能一直昂贵下去。因为技术总是在不断进步,当新技术出现并得到应用后,成本必然会下降。只不过材料的工艺流程和制造装置比较复杂,所以短期内技术改良难以显著降低成本的,只能通过规模效应来逐步降低单耗。

原馨蕾原馨蕾优质答主

我们搞有机材料的,其实很多和日本人都有合作。 但日本的有机合成化学在传统有机化学方向上的确非常强大。 比如他们研究生物大分子的机理(特别是核苷酸酶)就非常有影响力。 在金属有机化学上也是世界顶尖水平。 其实他们的纳米技术也非常强,但好像现在国内没有人在做。 我看知乎上还有很多人说要做分子探针什么的,我觉得那玩意儿就是扯淡的,因为有机化学这行里,真正做出巨大突破的都是那些不搞“手性分子”的人。 你看那个号称有机化学界诺基亚的京都大学的Kiyoshi Kato教授和他的Giant Pore Theory,看看人家对碳氢键的认知和结构预测理论。 如果题主有兴趣,可以去网上找找他的视频演讲《A new era of science》,或者去图书馆找点书看一下。

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