今天锐哥就来聊聊这个神奇的“黑金”。
意外发现
当初碳纤维被意外发明的时候，谁也想不到它在未来会有这么大的作用。爱迪生只是想为他的新发明找到合适的灯丝。1880年，爱迪生将棉、麻、竹等天然植物纤维碳化，得到碳纤维。但是当时得到的碳纤维由于孔隙太多，脆性太大，并不是最理想的长丝材料。
从那时起，大家就开始了对新材料的研究。1906年，英国人库里奇发明了钨丝灯。找到理想的长丝材料后，大家开始较少研究碳纤维，直到1950年。日本紧随其后，1959年，日本大阪工业研究所首次以丙烯腈为原料制成碳纤维。很快，日本东丽公司实现了碳纤维的产业化，成为丙烯腈基碳纤维技术的领先者。从此，世界上出现了一种新型材料——碳纤维。
制造工艺
碳纤维是一种无机高分子纤维，可由聚丙烯腈、沥青和粘胶三种材料制成。其中，聚丙烯腈原丝性能最好，占据了90%以上的市场。我们开头提到的航空航天是聚丙烯腈基碳纤维，而沥青级和粘胶级碳纤维的性能最好。稍微差一点，但优点是成本低，也是不错的新材料。
要制造聚丙烯腈碳纤维，首先要用到石油，其实当初爱迪生发明碳纤维的时候，使用的材料是棉麻竹，但是今天我们穿的很多衣服都是由石油制成，因此两者具有一些相似的特性。
石油经过裂解、氨氧化等一系列步骤，得到一种类似布料的物质，聚丙烯腈。工厂用这种材料织造后，可以得到聚丙烯腈原丝，原丝经过预氧化和碳化处理可以得到碳纤维。
碳纤维制成后不能使用。为满足应用需求，需要加工碳纤维和高质量的树脂，所以碳纤维的生产非常复杂，但如此复杂的工艺也带来了极其优越的性能到碳纤维。碳纤维比不锈钢轻50%，比铝合金轻30%，却能比玻璃纤维复合材料具有更高的强度。
因此，这种新型材料迅速获得了市场的青睐。航天将碳纤维应用于机身。这些特性直接杀死了钛合金。钛合金的密度为4500kg/m3。以前，钛合金因其密度小、电阻大而被用作航天设备的外壳。但是，我们今天说的碳纤维，其密度只有1400-2000kg/m3，即使后期用树脂加固，密度也不会超过1600kg/m3。
除了这些优点，碳纤维还具有比钢材更强的抗压能力。打断碳纤维需要的力是钢的2-4倍，所以碳纤维更结实不容易疲劳，我们知道铁丝虽然很硬，但也不容易断，但是只要当我们在铁丝上来回折叠时，铁丝很快就会断掉，但是因为碳纤维不是金属，不像金属那样容易金属疲劳。种种优越性能使其成为航天领域的新宠。
美国波音公司的波音787是世界上第一架使用碳纤维的飞机。全机50%采用碳纤维材质，减轻了机身重量，提高了飞行速度。此类材料也用于汽车外壳，但仅限于跑车和F1赛车，因为这种材料不仅价格昂贵，而且无法修复。一旦损坏，只能整车更换。
碳纤维当然不是高空之花，除了这些高端产品，像我们普通的运动器材，羽毛球拍，网球拍其实都是用碳纤维做成的，风电行业用它来制造风电部件。在医疗领域，很多假肢、轮椅和病床也是由碳纤维制成的。碳纤维现在已经遍布我们的生活。
碳纤维以其优越的性能和极强的实用性成为了很多人追捧的新型材料。但是，由于制造碳纤维的尖端技术被美国和日本的公司所控制，因此美国和日本处于优势地位。可以随意打压价格，甚至断供。
中国是怎么卡的？
在碳纤维诞生的时候，美国联合碳化物公司（UCC）最先进行研发，所以他也是当时全球领先的碳纤维老大Prospect，但错误在于选择了原料不对。我们之前提到碳纤维可以用聚丙烯腈和沥青制成。美国选择了沥青，而当时还是小公司的日本东丽选择了聚丙烯腈。
现在我们都知道，碳纤维加聚丙烯腈比沥青的性能更好，所以在1970年代，东丽以更好的碳纤维份额迅速吞噬了联合碳化物的市场，东丽的上升趋势自然也让联合碳化物感到了威胁，于是迅速提出与东丽的合作，想成为东丽在北美市场的独家代理商，获得技术授权。
UCC不想用代理商的身份赚取中间价，而是想用代理商的身份把市场掌握在自己手中，然后再用东丽的技术后学完了，一脚把东篱踢开。
只是天意没有实现。这时，UCC发生了重大事故。他们在印度的工厂发生了严重的氰化物泄漏事件。有多严重？这场事故直接导致2.5万人死亡，55万人此外，还有超过20万人永久性残疾。即使是现在，当地居民的癌症发病率和儿童死亡率也远高于印度其他地区。这已成为人类历史上最严重的化学品泄漏事件。
发生了这么大的事情。可想而知，当时UCC正处于危机之中，市场开始抵制UCC产品。当时，飞机市场蓬勃发展，需要大量的碳纤维。因此，东丽株式会社迅速崛起，成为与美国联合碳化物公司比肩的公司。
两大巨头交手，中国也未能幸免。事实上，碳纤维一直都在西方国家对中国的制裁名单上，限制级别与现在的芯片级别相同。
有多夸张？美国和日本会在全球范围内，
逮捕那些想要购买碳纤维的人，即使这些人购买碳纤维只是为了生产非常普通的羽毛球拍。
2013年，一名江苏商人因购买T-800碳纤维被美国安全局逮捕，涉嫌中国间谍。
当时中国还没有生产T-800碳纤维的能力，最多只能生产T-300，而在国际上，美国T-800碳纤维的生产能力日本就很够了
，但是他们并没有把整个市场都开放给我们，只允许我们少量购买，越稀有的东西越贵，这就是碳纤维当时为什么这么贵的原因那时。
其实中国的碳纤维研究时间并没有比美国和日本落后多少。20世纪70年代中期，我国就已经进行了相关的技术探讨，成立了研究所。到80年代，我国有几十家碳纤维企业，但用的是国外淘汰的技术，技术水平跟不上。因此，长期以来，我国高端碳纤维需要依赖进口。直到近五年，国家大力推进碳纤维的研发。终于在2017年，我国的突破了t800碳纤维的生产技术打破了美日对中高端碳纤维的垄断。目前，我国已能生产t1000级碳纤维。
我国除了在技术上有所突破，在产能方面我国也即将赶超美国和日本
。2019年，中国蓝星的碳纤维产能已成为仅次于日本东丽的碳纤维，目前中国是仅次于美国和日本的碳纤维产能最大的国家。
为了在产能上取得优势，今年年初，上海石化大丝束碳纤维项目开工，我国将在成熟的大丝束碳纤维上发力，虽然不是最先进的技术，但比小丝束有更广阔的市场。目前，该项目总投资已达35亿元，目标是年产大丝束碳纤维12000吨。碳纤维产能有了很大提升。
但是不要太兴奋太早。尽管中国摆脱了此前的“卡脖子”困境，但实际上，世界上最先进的碳纤维技术仍掌握在日本和美国手中。在突破t1000碳纤维工艺的时候，日本东丽就已经可以生产t1200了，所以我国距离国际顶尖水平还有一段距离。
不过，从近年来国内碳纤维技术进步的速度来看，达到与美日并肩的科技水平只是时间问题。锐哥认为，未来在碳纤维领域“世界顶级地位”，在中国也有一席之地，你怎么看？
