Karbon malzemeleri söylemek için herkes kesinlikle kömür düşünecek, ancak birden fazla karbon malzeme ailesi var. Grafitten elmasa, karbon lifinden karbon nanotübüne, fullerenden grafene, karbon malzeme ailesi renkli olarak tanımlanabilir ve karbon malzemeleri yaşamın her alanında kullanılır. Karbon malzemeleri insanlık tarafından kullanılan en eski unsurlardır. İnsanlık tarafından karbon malzemelerinin kullanımı insan uygarlığının tarihinin gelişimine eşlik ediyor. Bu makalede karbon malzemelerinin geçmiş ve mevcut yaşamını inceliyoruz.

Çinliler karbon malzemelerini ilk kullandılar. Edebiyat ve arkeolojik kazılara göre, kömür en geç Han hanedanlığında kullanıldı.  "Hanshu. "Coğrafya" dedi ki: "Yuzhang İlçesi'nde maaş olarak yakılabilir bir taş var.  "Yuzhang İlçesi, Jiangxi Eyaleti'nin Nanchang yakınında yer almaktadır. Burada bahsedilen yanıcı taş aslında kömürdür. Kömürin kitlelerin günlük hayatında kullanıldığı görülebilir. 18. yüzyıldaki endüstriyel devrim, endüstriyel yakıt olarak kömür çağını açtı. Bugüne kadar kömür bizim için önemli bir enerji kaynağıdır ve ülkedeki kömür enerji üretimi toplam enerji üretiminin% 80'ini oluşturur.

Karbon malzemesinin başka bir biçimi elmas. Hindistan, elmasları keşfeden ilk ülke oldu. 3000 yıl önce Hindistan, elmasların üretildiği tek yerdi.

Güney Afrika, dünyanın en büyük ve en modern Venetia elmas madenine sahiptir.

İnsanlar tarafından karbon malzemelerinin kullanımı çok erken olsa da, insanlar tarafından karbon malzemelerinin gerçek anlaşılması son 200-300 yıldır. 1722 yılında Rene Rymour demirin çeliklere dönüştürüldüğünde bir maddenin emileceğini keşfetti ve bugün insanlar bunun karbon olduğunu biliyorlar. 1772 yılında Anton Van Lavasi elmasların tamamen karbondan oluştuğunu kanıtladı. Kömür ve elmasları yaktı ve ikisinin de su üretmediğini ve oluşturulan karbondioksitin aynı kalitede olduğunu buldu. Grafitin bir kurşun biçimi olduğu düşünülüyordu, ancak Karl William Scheler 1779'da kömürle aynı olduğunu, ancak az miktarda demirle karıştırdığını ve nitrik asit tarafından oksitlendikten sonra karbondioksit serbest bırakacağını kanıtladı. 1786'da Fransız bilim adamları Claude Betole, Gaspar Monge ve Char Augustine Van der Monde Elavatse tarafından elmaslar üzerinde kullanılan yöntemler, grafitin de çoğunlukla karbondan oluştuğunu kanıtladı. Grafit ayrıca yandıktan sonra demir bırakır, bu yüzden grafit yapısında demirin gerekli olduğunu düşünüyorlar. Lavoisier, 1789 yılında kitabında karbonu kimyasal bir element olarak listeledi. 1985'te bilim adamları, buckyballs, karbon nanotüpleri vb. dahil olmak üzere yeni bir karbon elemental fullereni keşfettiler. Keşifler Robert Cole, Harold Croto ve Richard Smalley 1996 Kimya Nobel Ödülünü kazandılar.

1860 yılında İngiliz Joseph Swan karbon filamentini filament malzemesi olarak kullanmaya başlamıştı. Fakat zavallı Kuğu, ampülün vakum sorununu çözemedi, böylece karbon tel parladığında oksijen ortamında oksitlenecek ve ampul çok kısadı. Bir yıl sonra, Edison karbon tel sorununu çözdü ve vakum sorununu da çözdü ve patent başvurusu yaptı. Ampul 45 saat açıktı ve daha sonra tungsten tel ile değiştirildi.

1965 yılında Japon Otani Sushiro, pitch bazlı karbon lifini icat etti ve 1970 yılında ticariyetleştirmeye başladı.

1972 yılında ABD Hercules şirketi, Japonya'da balıkçılık çubukları yapmak için kullanılan PAN tabanlı karbon fiber karbon fiber üretmeye başladı, Amerika Birleşik Devletleri golf kulüpleri yapmak için karbon fiber kullanıyor

1973 yılında Japonya Toho Rayon Co., Ltd. PAN bazlı karbon lif (ayda 0,5 ton) üretmeye başladı. Toray Japonya, üretim kapasitesini ayda 5 ton genişletti

1974 yılında karbon fiber balıkçılık çubukları ve golf kulüpleri hızlı bir şekilde gelişti. Toray Japonya, üretimini ayda 13 ton genişletti

1975 yılında, ABD'nin karbon fiber tenis raketlerinin ticarileştirilmesi UCC Corporation, yüksek modüllü pitch tabanlı karbon fiber üretmek için mezofaz pitch kullanımını duyurdu "Thornel-P" UCC ticarileştirilmiş yüksek performanslı pitch tabanlı karbon fiber

1976 yılında Toho Rayon Co., Ltd. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Celanese ile teknik işbirliği kurdu. Sumitomo Chemical, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Hercules ile ortak bir şirket kurdu.

1979 yılında, Japan Carbon Corporation ve Asahi Kasei Industrial Corporation, Asahi Carbon Fiber Co., Ltd. kuruldu.

1980 yılında, Amerika Birleşik Devletleri Boeing Şirketi, yüksek mukavemetli, büyük uzunluk karbon lifine ihtiyacı önerdi.

1981 yılında Tayvan Formosa Plastics bir karbon lif araştırma merkezi kurdu ve Japonya'nın Mitsubishi Rayon Co., Ltd. ve Amerikan Hitco Şirketi teknik işbirliği yürüttü.

1984 yılında Tayvan Formosa Plastics Co., Ltd. ve Amerika Birleşik Devletleri Hitco Şirketi teknik işbirliği gerçekleştirdi, Japonya Toray Şirketi başarıyla yüksek mukavemetli karbon fiber T800 geliştirdi, mukavemet 5510MPa'ya ulaştı.

1986 yılında, Japonya Toray Corporation başarıyla 7020MPa'ya sahip yüksek mukavemetli karbon fiber T1000 geliştirdi.

1989 yılında, Japonya Toray Şirketi başarıyla yüksek mod orta mukavemetli karbon fiber M60 geliştirdi

1992 yılında Japonya Toray Corporation başarıyla yüksek mod orta mukavemetli karbon lif M70J geliştirdi ve Young'un dokunma miktarı 690 GPa'ya ulaştı.

Çin, 1960'ların sonlarından beri karbon lif geliştiriyor ve 30 yıldan fazla bir geçmişe sahiptir. 1976 yılında, Çin Bilimler Akademisi'nin Shanxi Kömür Kimya Araştırma Enstitüsü'nde ilk PAN tabanlı karbon lif genişleme test üretim hattı inşa edildi. Ürün performansı temelde Toray Japonya'nın T200'sine ulaştı. Ayrıca Çin'de yüksek mukavemetli tip I karbon lif olarak da adlandırılır.

2000 yılından bu yana ülkemin karbon lifi teknolojiye çeşitlendi. Orijinal nitrat yöntemini terk etti ve başarı elde etmek için çözücü olarak dimetil sülfoksit ile tek adımlı ıslak ipme teknolojisini kullandı. Şu anda, bağımsız teknolojilerle geliştirilen birkaç yerli karbon lif ürünü benzer ürünlerin uluslararası seviyesine ulaştı.

İlgili departmanların tahminlerine göre, dünyanın karbon lif talebi her yıl yaklaşık% 13 oranında hızlı bir şekilde büyüyecek. 2010 yılında, PAN tabanlı karbon lifine olan küresel talep 50.000 tona ulaşacak ve 2012 yılında 60.000 tona ulaşacak. Talebin 2018 yılında 100.000 tona ulaşması bekleniyor.