ศิลปะ
ความงามและสุขภาพ
งานฝีมือ
วัฒนธรรมและประวัติศาสตร์
ความบันเทิง
สิ่งแวดล้อม
อาหารและเครื่องดื่ม
อนาคตสีเขียว
วิศวกรรมย้อนรอย
วิทยาศาสตร์
กีฬา
เทคโนโลยี
อุปกรณ์สวมใส่
Carbon Fiber — From Polymer Precursor to the Strongest Textile Fiber on Earth
เนื้อหาอันตราย
Tex

สร้างโดย

Tex

20. พฤษภาคม 2026FO
3
0
0
0
0

Carbon Fiber — From Polymer Precursor to the Strongest Textile Fiber on Earth

In 1961, Dr. Akio Shindo at the Agency of Industrial Science and Technology in Osaka, Japan, discovered that polyacrylonitrile (PAN) fiber — a common textile acrylic — could be converted into carbon fiber by controlled heating in an inert atmosphere. The resulting fiber was 90–99% pure carbon, with a tensile strength exceeding steel and a density one-quarter that of steel. Toray Industries licensed Shindo's process and, after a decade of development, began commercial production in 1971. Today, Toray remains the world's largest carbon fiber producer, commanding approximately 30% of global capacity.

The transformation from PAN fiber to carbon fiber involves three thermal stages. Stabilization (200–300°C in air) oxidizes and crosslinks the PAN molecules, converting them from a thermoplastic to an infusible ladder polymer. Carbonization (1,000–1,500°C in nitrogen) drives off all non-carbon elements — hydrogen, nitrogen, oxygen — leaving a fiber that is over 93% carbon arranged in turbostratic graphite sheets aligned along the fiber axis. Optional graphitization (2,000–3,000°C) increases the carbon content above 99% and improves the elastic modulus, producing ultra-high-modulus fibers used in spacecraft and satellites.

Carbon fiber has a tensile strength of 3,500–7,000 MPa (versus 400–550 MPa for structural steel) and a density of only 1.75–1.95 g/cm³ (versus 7.85 for steel). This extraordinary strength-to-weight ratio has made it the dominant reinforcement fiber for high-performance composites in aerospace (Boeing 787 is 50% carbon fiber composite by weight), Formula 1 racing, wind turbine blades, sporting goods (tennis rackets, golf clubs, bicycle frames), and increasingly automotive structures. Global production exceeds 120,000 tonnes per year, with Toray, Toho Tenax (Teijin), and Mitsubishi Chemical as the three dominant producers — all Japanese, reflecting the technology's origins.

ขั้นสูง
Understanding: 2-3 hours

เนื้อหาอันตราย

บลูพริ้นท์นี้มีขั้นตอนที่เป็นอันตราย เข้าสู่ระบบและเปิดใช้เนื้อหาอันตรายในการตั้งค่าบัญชีของคุณเพื่อดูคำแนะนำทีละขั้นตอน

บลูพริ้นท์ที่เกี่ยวข้อง

บลูพริ้นท์เหล่านี้แบ่งปันความรู้ — เทคนิค วัสดุ หรือหลักการ

CC0 สาธารณสมบัติ

พิมพ์เขียวนี้เผยแพร่ภายใต้ CC0 คุณสามารถคัดลอก แก้ไข แจกจ่าย และใช้งานผลงานนี้เพื่อวัตถุประสงค์ใดก็ได้ โดยไม่ต้องขออนุญาต

สนับสนุนเมกเกอร์โดยซื้อสินค้าผ่านพิมพ์เขียวของพวกเขา ซึ่งพวกเขาจะได้รับ ค่าคอมมิชชันเมกเกอร์ ที่ผู้ขายกำหนด หรือสร้างเวอร์ชันใหม่ของพิมพ์เขียวนี้และรวมเป็นการเชื่อมต่อในพิมพ์เขียวของคุณเพื่อแบ่งรายได้

การสนทนา

(0)

เข้าสู่ระบบ เพื่อร่วมการสนทนา

กำลังโหลดความคิดเห็น...