国内外碳纤维技术进展_沈志刚
国内外碳纤维及其复合材料产业现状及发展趋势
国内外碳纤维及其复合材料产业现状及发展趋势作者：张定金陈虹张婧来源：《新材料产业》2015年第05期自20世纪60年代碳纤维首次商业化以来，碳纤维产业规模不断扩大，产品品质不断提高，2014年全球碳纤维产能（365天连续生产12K/24K碳纤维丝束计算）已达到12.6万t。
尽管碳纤维与传统的玻璃纤维在价格上仍不能相比，但高性能碳纤维以其高比强度、高模量、可设计、防腐蚀和抗疲劳等突出特点，具有玻璃纤维所不能比拟的优势，已成为发展先进武器装备的关键材料，并在航空航天、国防军工、风能产业、土木工程、体育休闲等领域得到了广泛应用。
当前，国际复合材料产业呈现蓬勃发展态势，据估计，未来5年先进复合材料将以每年5%的增速发展，而随着民用航空、汽车工业等领域的快速发展，全球高性能碳纤维需求量的年增幅可达10%，亚太地区将会有更高的增长率，即碳纤维及其复合材料产业将面临前所未有的发展空间和机遇。
因此，在目前碳纤维产业快速发展的关键时期，更应该认清国际碳纤维产业的发展形势、对照国外先进企业找差距找问题，通过理性思考寻求解决途径，适时把握发展机遇，落实行动、注重实效，努力推进国内碳纤维及其复合材料产业的健康快速发展。
一、国外碳纤维产业现状及发展趋势1.产业方面根据前躯体原料的不同，碳纤维可分为聚丙烯腈基（PAN）、沥青基和粘胶基碳纤维等。
由于粘胶基碳纤维在制备过程中会释放出毒性物质二硫化碳，且工艺流程长、生产成本高、整体性能不高，因此目前在国际碳纤维产业领域，前2种碳纤维获得了更大规模的生产和应用。
其中，PAN基碳纤维又占据绝对优势，国际市场占有率超过90%。
PAN基碳纤维的9大生产商包括：日本东丽工业株式会社（以下简称“东丽”）、日本东邦化学工业株式会社（以下简称“东邦”）、日本三菱丽阳株式会社（以下简称“三菱丽阳”）、美国赫氏有限公司（Hexcel）、美国氰特工业公司（Cytec）、美国卓尔泰克公司（Zoltek，已被东丽收购）、台湾塑料工业股份有限公司（以下简称“台塑”）、土耳其阿克萨集团（AKSA）和德国西格里碳素集团（SGL）。
中国碳纤维研究的过去与现在
中国碳纤维研究的过去与现在2010-9-21 11:17:48 来源: 资源网久攻难克的碳纤维技术1959年，日本人发明了用聚丙烯腈为原丝加张力牵伸制造碳纤维的方法，成为当前的主流产品，制造技术主要掌握在日本及美国的少数公司手中。
中国用聚丙烯腈为原料生产碳纤维的研究始于1962年，起步可谓不晚，但长期未取得实质性进展。
由于碳纤维在航天航空等国防工业中有重要用途，西方国家将其视为军用物资，对中国“禁运”，更不转让生产技术。
20世纪70年代，美国在战略导弹和作战飞机中开始使用碳纤维增强树脂材料，使得武器性能大幅提高。
我国国防科技系统认定，我国战略武器和军用飞机采用树脂基复合材料代替金属也势在必行。
1975年由当时的国防科委主任张爱萍亲自主持召开了一次专题会议，部署国内碳纤维研究工作，由国家计委安排500万元资金做启动费，制定了10年发展规划，组织了原丝、碳化、结构材料、防热材料、测试检验技术5个“攻关组”，安排20多家研究和企业单位参加，如由吉林化学工业公司研究院、吉林辽源石油化工厂、兰州化学工业公司化纤厂、上海合成纤维研究所采用不同溶剂路线研发聚丙烯睛（PAN）原丝，上海合成纤维研究所、吉林、上海、兰州、抚顺4家碳素厂、山西燃化所、中科院化学所等负责碳化技术研究，另外还安排了织物和材料应用研究。
这次会议对促进中国碳纤维研究起到了重要推动作用，调动了研究人员和企业为国防建设做贡献的热情。
各单位陆续生产出不同质量的原丝和碳纤维，虽然其力学性能较差、稳定性不好，但毕竟解决了有无问题，并成功用于某些型号的非结构件。
1978年5月，国家科委恢复，碳纤维转由科委为主管理，我由当时的石化部调国家科委二局新材料处，主管碳纤维项目。
新材料处把碳纤维视为重中之重，花了很大精力和经费，力图把碳纤维质量抓上去，先后会同国防科工委等召开了多次会议。
据不完全统计，从1975至1981年底，中央各部委共投入到承担碳纤维原丝、碳纤维制品等的民用研制长所的资金约2600多万元，共建设厂房、试验室20000多平方米。
从国产碳纤维的处境谈碳纤维“全产业链”
从国产碳纤维的处境谈碳纤维“全产业链”作者：沈真来源：《新材料产业》2019年第01期针对浙江泰先新材料股份有限公司（以下简称“泰先”）、沈阳中恒新材料有限公司（以下简称“中恒”）2家公司因经营不善导致破产的情况，有分析认为碳纤维生产成本高于销售成本是导致其破产的主要主因。
笔者认为，这一分析阐述了事实，但还需对碳纤维企业的生存问题进行深入的剖析。
1 碳纤维生产企业分类及其产品在探讨泰先和中恒破产原因之前，笔者需要先澄清一些基本概念。
首先，大家在经常谈及的碳纤维企业，其实包括2类：一类是真正的碳纤维生产企业，另外一类则是碳纤维复合材料制品生产企业，这类企业占大多数。
这2类企业的生存环境迥然不同，前者需要巨额投资，且影响参数众多，运行参数随所用设备和原材料而变，无可借鉴的经验，往往运行数年，仍无法生产出满足用户要求的产品，面临着破产的危机正是这类企业。
后者相对而言投资较少，通常可以在较短的时间内即可生产出满足用户要求的复合材料制品，达到收支平衡，进而盈利。
其次，对国内的碳纤维生产厂家而言，按所采用的技术路线可把现有的生产线分为3类，具体对比如表1所示。
这3类技术路线所建立的生产线各生产不同的产品，用于不同的工业领域，互相间不可能兼顾。
第 I 类技术是湿法小丝束技术。
从20世纪70年代起，我国民品市场销售和使用的主要碳纤维品种多采用该技术制备而成。
该法生产的碳纤维质量和成本目前仍逊于东丽株式会社（以下简称“东丽”）碳纤维的水平，也是被迫以“白菜价”销售的主要碳纤维品种。
这一现状的形成有多方面原因，但一直以低于成本价销售、致使无法长期稳定生产是主要原因之一。
持续这种状态，仅从技术上攻关恐怕很难改变这种状态。
第 II 类是最近比较时髦的技术路线——干法小丝束技术。
中复神鹰经持续不断的努力，攻克了干喷湿纺的技术关键，基本上达到了东丽的水平，使其产品可以与东丽 T700S并驾齐驱，当然同样面临着与东丽 T700S的价格战。
碳纤维复合材料发展现状
碳纤维复合材料发展现状
碳纤维复合材料是一种高性能材料，具有轻质、高强度、刚性好、耐疲劳等优点，因此在航空航天、汽车、体育器材等领域有广泛的应用。
现在，我将介绍碳纤维复合材料的发展现状。
碳纤维复合材料的发展可追溯到20世纪60年代。
当时，碳纤维的生产技术还不成熟，材料的成本相对较高，限制了其广泛应用。
然而，随着科技的进步和工艺的改进，碳纤维复合材料逐渐成为替代传统金属材料的重要选择。
在航空航天领域，碳纤维复合材料用于飞机机身、机翼和推进系统等部件的制造。
与传统的铝合金相比，碳纤维复合材料具备更高的强度和刚性，能够减轻飞机结构的重量，提高燃油效率和飞行性能。
在汽车领域，碳纤维复合材料被广泛应用于车身和底盘等部件的制造。
这些材料的轻量化特性可以减少车辆的整体重量，降低燃油消耗，并提高车辆的安全性能。
此外，碳纤维复合材料还应用于体育器材制造，如高尔夫球杆、网球拍和自行车等。
这些器材利用碳纤维材料的高强度和轻质特性，提高运动员的表现水平。
目前，碳纤维复合材料的发展仍面临一些挑战。
首先，生产工艺的成本仍然较高，限制了该材料的大规模应用。
其次，碳纤维复合材料的回收和再利用仍面临技术难题。
此外，碳纤维复合材料的性能与稳定性也需要进一步提升，以满足更高的要求。
虽然面临一些挑战，碳纤维复合材料的发展前景依然广阔。
随着科技的不断进步和需求的增长，预计碳纤维复合材料将在未来得到更广泛的应用，为各行各业带来更多创新和发展机遇。
国内外碳纤维产业现状及发展趋势
国内外碳纤维产业现状及发展趋势碳纤维是一种具有轻质、高强度和优异的耐热性能的新材料，被广泛应用于航空航天、汽车工业、体育用品、建筑材料等领域。
随着全球对环境保护和高性能材料需求的不断增长，碳纤维产业正面临着巨大的发展机遇。
国内碳纤维产业起步较晚，但在过去的几年里取得了快速的发展。
目前，中国已成为全球最大的碳纤维生产国之一。
根据中国碳纤维工业协会的数据，截至2019年，中国碳纤维年产量已经超过2.5万吨。
其中，航空航天、汽车工业、体育用品和建筑材料是中国碳纤维的主要应用领域。
在国际市场上，碳纤维产业被认为是高附加值产业，一直以来都受到欧美等发达国家的关注和投资。
目前，日本、美国和欧洲国家是全球碳纤维产业的主要力量。
这些国家在碳纤维研发、生产和应用方面积累了丰富的经验，并在航空航天、汽车工业和高端体育用品等领域占据着重要地位。
在碳纤维产业的发展中，技术创新一直是重要的推动力。
目前，炭纤维的制备技术主要包括气相沉积法、湿纺工艺和改性牛仔的方法。
其中，气相沉积法是目前炭纤维制备的主要方法，具有制备工艺成熟、质量稳定等优点。
此外，碳纤维复合材料的加工技术也在不断进步，如预浸料和自动化生产线的应用，使得碳纤维的生产成本得到了一定程度的降低。
未来碳纤维产业的发展趋势主要包括以下几个方面：1.应用拓展：碳纤维具有轻质、高强度等特点，在航空航天、汽车工业和体育用品等领域有着广阔的应用前景。
随着人们对轻量化和高性能材料的需求不断增加，碳纤维的应用领域将会进一步扩大。
2.技术创新：在碳纤维的制备和加工方面，还存在一些挑战，如生产工艺复杂、成本高昂等问题。
因此，技术创新将是碳纤维产业发展的关键。
研发新的碳纤维制备技术和加工工艺，提高碳纤维的质量和生产效率，将推动碳纤维产业迈向新的发展阶段。
3.产业协同：碳纤维产业涉及到多个领域的合作，需要各个环节的协同发展。
例如，碳纤维的原材料、设备和应用领域之间的合作，可以促进碳纤维产业的发展和成熟。
一种高纺速干喷湿纺制备聚丙烯腈基碳纤维原丝方法[发明专利]
![一种高纺速干喷湿纺制备聚丙烯腈基碳纤维原丝方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/834dc9bb50e79b89680203d8ce2f0066f533640c.png)
专利名称：一种高纺速干喷湿纺制备聚丙烯腈基碳纤维原丝方法
专利类型：发明专利
发明人：姜泽明,沈志刚,李磊,缪金根
申请号：CN202011243189.9
申请日：20201110
公开号：CN114457431A
公开日：
20220510
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公布了一种聚丙烯腈基碳纤维原丝制备方法，特别是一种高纺速干喷湿纺制备聚丙烯腈基碳纤维原丝方法，属于碳纤维原丝制备技术领域。
通过采用包括：将纺丝原液经多重导孔结构的喷丝板进行挤出的步骤；其特征在于，所述纺丝原液60℃下的零切粘度为40～80Pa·s；所述多重导孔结构具有两段或多段角度连续逐渐增加的锥形孔结构的技术方案，可以实现高速纺丝，所制备的聚丙烯腈原丝抗张强度大于等于7.0cN/dtex，纤度单丝变异度小于3.0％。
申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
地址：100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍：CN
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国内外碳纤维及其复合材料产业现状及发展趋势
国内外碳纤维及其复合材料产业现状及发展趋势近年来，碳纤维及其复合材料产业在国内外都取得了长足的发展。
碳纤维是一种具有高强度、高模量、轻质化等优良性能的新型纤维材料，具有较高的比强度和比模量，是先进复合材料中的重要增强材料之一。
在航空航天、汽车制造、体育器材、军工等领域都有着广泛的应用。
一、国内碳纤维及其复合材料产业现状1. 生产能力扩张我国作为世界上最大的碳纤维生产国之一，碳纤维及其复合材料产业的生产能力不断扩张。
国内碳纤维产能大幅增长，不仅仅是普通碳纤维、高模碳纤维产业迅速发展，还有更多创新型碳纤维产业在崛起。
2. 技术水平提升我国碳纤维及其复合材料产业的技术水平不断提升，专业的生产技术和质量管理系统逐步完善。
一些企业还在研发领域进行了不少探索，推动着碳纤维产业技术创新。
3. 应用领域拓展国内碳纤维及其复合材料产业在汽车、航空航天、能源、建筑等领域的应用逐步拓展，已成为国家战略性新兴产业的重要组成部分。
二、国外碳纤维及其复合材料产业现状1. 技术领先国外一些发达国家在碳纤维及其复合材料产业方面技术领先，产品质量和性能得到了全球认可。
其在航空航天等领域的应用更为成熟和广泛。
2. 创新驱动一些国外企业致力于碳纤维及其复合材料产业的创新发展，通过不断改进生产工艺和提高产品性能，使其在国际市场上保持竞争力。
3. 国际合作国外碳纤维及其复合材料产业在国际市场具有较强的竞争力，国际合作成为其发展的重要动力。
三、国内外碳纤维及其复合材料产业发展趋势1. 创新驱动随着科技的不断进步，碳纤维及其复合材料产业将在材料、工艺、设备等方面持续进行创新，以提高产品性能和降低成本。
2. 应用领域拓展碳纤维及其复合材料产业将在航空航天、汽车制造、能源、体育器材等领域继续拓展应用，成为相关行业的主要材料。
3. 绿色制造随着环境保护意识的提高，碳纤维及其复合材料产业将向更加环保、可持续的方向发展，加快推动绿色制造的进程。
四、个人观点和理解碳纤维及其复合材料产业的发展给各个领域带来了巨大的推动力，我对其发展充满信心。
超薄碳纤维预浸料复合材料国内外发展现状和趋势
超薄碳纤维预浸料复合材料国内外发展现状和趋势超薄碳纤维预浸料复合材料是一种由超薄碳纤维预先浸渍于树脂基体中的复合材料，具有重量轻、强度高、耐腐蚀、导热性能好等特点。
随着科技的不断发展，超薄碳纤维预浸料复合材料在航空航天、汽车制造、建筑领域等得到了广泛的应用。
本文将从国内外发展现状和趋势两个方面来探讨超薄碳纤维预浸料复合材料的发展情况。
一、发展现状1.国外发展现状超薄碳纤维预浸料复合材料在国外的发展已经比较成熟，特别是在航空航天领域的应用较为广泛。
美国、欧洲等国家的航空航天制造商在飞机、航天器的制造中大量采用超薄碳纤维预浸料复合材料，以减轻结构重量、提高耐久性和安全性。
2.国内发展现状相比于国外，我国的超薄碳纤维预浸料复合材料的研究和应用起步较晚。
但随着经济的快速发展和科技的不断进步，国内航空航天、汽车制造、建筑领域对于超薄碳纤维预浸料复合材料的需求也在不断增加。
我国的一些科研机构和企业也开始加大对超薄碳纤维预浸料复合材料的研究和开发力度。
二、发展趋势1.技术创新随着材料科学和工程技术的不断发展，超薄碳纤维预浸料复合材料的制备技术也在不断创新。
预浸料的成型、固化工艺、品质控制等方面都在不断优化和改进，以提高复合材料的性能和可靠性。
2.应用拓展除了传统的航空航天、汽车制造领域，超薄碳纤维预浸料复合材料也有望在新能源汽车、船舶制造、轨道交通、体育器材等领域得到更广泛的应用。
特别是在新能源领域，超薄碳纤维预浸料复合材料因其轻质和高强度的特点，将有望取代部分金属材料，成为新能源汽车轻量化的重要材料。
3.生产规模随着市场需求的增加，超薄碳纤维预浸料复合材料的生产规模也在逐步扩大。
一些大型航空航天制造商和汽车制造商正在加大对超薄碳纤维预浸料复合材料的采购，促进了产业链上下游的发展，也带动了材料生产技术的提升。
4.降低成本目前，超薄碳纤维预浸料复合材料的成本相对较高，是制约其大规模应用的一个关键因素。
未来，通过技术创新和生产规模的扩大，预计超薄碳纤维预浸料复合材料的成本将会不断降低。
国内外碳纤维发展浅析
国内外碳纤维发展浅析I匾囡圆圈展会与论坛斯坚(辽宁天维纺织研究建筑设计集团有限公司)摘要：本文介绍以聚丙烯腈为原料经高温碳化制成碳纤维及其复合材料在我国的发展与应用，评述与国际先进水平存在的差距，以及未来的发展方向。
关键词：聚丙烯腈基；干湿法；碳化；高模量按力学性能，可将碳纤维分为高模量、超高模量、高强度和超高强度四种碳纤维；按用途则可分为宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维。
其中小丝柬以l K、3K、6K (1K为1000根长丝)为主，现逐渐扩展到12K和24K；而大丝柬是指48K、60K、120K、360K和480K等。
碳纤维不仅可以单独使用，在大多数情况下还能与橡胶、塑料、金属、水泥、陶瓷等制成高性能的复合材料。
该复合材料具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、抗腐蚀、导电、导热等优良性能，尤其在现代工业领域已得到广泛应用。
1国内碳纤维生产情况我国自20世纪60年代开始进行碳纤维的研发与生产，国家制定的“863”、“973”等计划都将高性能碳纤维列入重点科技攻关项目，并取得了明显的成绩。
T300碳纤维产品已实现了全流程国产化，T700与T800碳纤维正开始进入规模化生产或小试阶段，并在研发更高性能的碳纤维、所属材料的制备和关键设备的制造方面，实现了部分技术突破。
近年来，全国各科研院所和企业先后做了大量理论研究和实际应用，生产出一系列性能指标较高的碳纤维及碳纤维复合材料制品，也取得了较为成熟的设计方法和施工经验，为该领域的进一步研发创造了有利条件。
现奎'国内已先后建成或正在筹建的碳纤维生产及复合材料等相关企业有四十余家，其中多家企业已具规模。
江苏恒神纤维材料有限公司在2011年拥有自主知识产权的千吨级全自动碳纤维生产线，建成投产产品也从T300迈向T700等更高领域。
目前已有年产2000吨碳纤维的能力，规划2014年产能达6000吨／年。
沈阳中恒新材料公司力主开发高性能碳纤维项目，计划用5年的时间，建成年产1．25万吨聚丙烯腈基碳纤维原丝项目、5000吨碳纤维项目的碳纤维产业基地。
《2024年高取向度碳纤维原丝制备工艺研究进展》范文
《高取向度碳纤维原丝制备工艺研究进展》篇一摘要本文系统总结了高取向度碳纤维原丝的制备工艺及其研究进展。
主要分析了从原料选择、制备过程、到最终产品性能的整个工艺流程，并详细探讨了各环节的最新技术突破和未来发展趋势。
通过本文的综述，旨在为碳纤维原丝的制备提供理论依据和技术支持，以推动高取向度碳纤维的进一步发展。
一、引言随着科技的进步和工业需求的提升，高取向度碳纤维作为一种重要的高性能纤维材料，其应用领域不断扩大。
碳纤维以其轻质、高强、耐腐蚀等特性，在航空航天、汽车制造、体育器材、新能源等领域展现出巨大的应用潜力。
因此，高取向度碳纤维原丝的制备工艺成为国内外的研究热点。
本文将对近几年来该领域的最新研究成果进行系统的归纳与评价。
二、原料选择及前期处理原料选择是高取向度碳纤维原丝制备的基础。
当前主要原料为聚丙烯腈（PAN）基纤维。
在前期处理阶段，原料需经过精制提纯，以去除杂质和不良成分，保证后续处理的顺利进行。
此外，通过控制纺丝条件，如溶液浓度、纺丝速度等，可影响原丝的结构和性能。
三、制备工艺流程1. 纺丝工艺：采用干法纺丝或湿法纺丝技术，通过控制纺丝速度、温度等参数，获得具有特定结构和性能的原丝。
2. 热处理：经过高温处理，使原丝发生化学变化，形成稳定的三元结构（聚丙烯腈—环状物—气相组分）。
此过程对于提高碳纤维的性能至关重要。
3. 碳化过程：在高温下将热处理后的纤维转化为碳纤维。
此过程要求精确控制温度和时间，以保证碳纤维的成品质量。
4. 表面处理：为进一步提高碳纤维的性能，通常还需对表面进行处理，如氧化处理、上浆等，以提高其润湿性和与其他基材的粘合性。
四、研究进展近年来，在高取向度碳纤维原丝的制备工艺方面取得了显著进展。
例如，新型纺丝技术如干湿法复合纺丝技术能够提高原丝的均匀性和取向度；新型热处理技术如快速热处理技术能够缩短生产周期并提高产品质量；新型碳化技术如化学气相沉积法能够更有效地将原丝转化为碳纤维。
2022年全球及中国碳纤维发展分析：国内趋势亟待自主创新
全球及中国碳纤维发展分析：国内趋势亟待自主创新碳纤维（carbonfiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。
被誉为材料界的“黑色黄金”，性能高端、产量稀有，但却用途广泛，特殊是在航天军事等高端领域，碳纤维更发挥着不行替代的作用。
因此，很多企业都在碳纤维材料的研发与生产上投入了大量精力。
如此重要的材料，其生产和研发的难度不亚于攀登珠穆朗玛峰。
目前，碳纤维材料的市场基本被日本、美国等发达国家所垄断。
近几年，我国的碳纤维产业也得到了快速进展，中复神鹰等企业也渐渐拥有了与日美等国企业一较高下的实力。
但我国的碳纤维行业若想获得更长远的进展，也需汲取和借鉴其他国家的进展阅历，进而突破自身进展瓶颈，在碳纤维市场中分得更大的蛋糕。
国际风云日美两家独大20世纪中叶，发达国家投入大量人力和物力讨论碳纤维，碳纤维复合材料最初由于其在结构轻量化中无可替代的材料性能，首先在军用航空航天领域得到了青睐；1959年，日本大阪工业技术试验所的进藤昭男首先创造了聚丙烯腈（PAN）基碳纤维，1964年，英国皇家航空讨论所（RAE）的瓦特等人打通了生产高性能聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的工艺流程，在纤维的热稳定化过程中施加了张力牵伸，以满意结构的转化，使聚丙烯腈（PAN）基碳纤维成为主流产品，并于20世纪70年月开启民用碳纤维商业化应用；20世纪80年月至90年月，碳纤维在民用航空领域的引领下得以快速进展；进入21世纪，碳纤维生产工艺技术已经成熟，随着碳纤维应用领域的扩大，碳纤维的市场需求急剧增加，碳纤维产业日趋成熟。
碳纤维很少直接应用，大多是经过深加工制成中间产物或复合材料使用，碳纤维复合材料作为结构件或功能件现已广泛应用在航空航天、工业和体育休闲用品三大领域。
碳纤维以其质轻、高强度、高模量、耐凹凸温柔耐腐蚀等特点最早应用于航天及国防领域，如大型飞机、军用飞机、无人机及导弹、火箭、人造卫星和雷达罩等，且航空航天领域用碳纤维的性能等级相对而言是最高的。
碳纤维科技新进展报告
碳纤维科技新进展报告
最新研究表明，碳纤维科技在各个领域取得了令人瞩目的进展。
碳纤维的轻巧、强度高、刚性好以及耐腐蚀性能等优良特性，使其成为替代传统材料的理想选择。
以下将介绍碳纤维科技在几个重要领域的新进展。
首先是航空航天领域。
碳纤维复合材料已成为飞机结构中的重要组成部分。
该材料的使用可以显著减轻飞机的重量，并提高燃油效率。
最新研究表明，通过使用碳纤维增强复合材料，可以大幅减少飞机的翼尖噪音，提高乘客舒适度，并减少对环境的影响。
其次是汽车制造领域。
碳纤维材料的使用可以显著降低汽车的重量，提高燃油效率，并提升车辆的性能。
最新的研究表明，碳纤维织物在车身结构中的应用能够强化车体刚度，提高抗冲击性能，同时降低车辆噪音和振动。
另外，碳纤维科技还在建筑领域得到广泛应用。
碳纤维增强复合材料可以用于加固和修复混凝土结构，提高其承载能力和耐久性。
此外，碳纤维制成的建筑构件具有轻盈、抗震、阻尼等特点，可以在高楼大厦和桥梁等工程项目中发挥重要作用。
最后，碳纤维技术在体育器材制造方面也有突破。
碳纤维材料的应用使得高尔夫球杆、网球拍和自行车等运动器材更加轻便、坚固和灵活。
研究人员还对碳纤维材料进行了改进，使其具备优良的振动吸收能力，提高运动员的表现和舒适度。
综上所述，碳纤维科技在航空航天、汽车制造、建筑和体育器材制造等领域均取得了显著进展。
随着技术的不断创新和发展，碳纤维材料将在更多领域发挥重要作用，为我们的生活带来更多的便利和改善。
2023全球碳纤维复合材料市场报告
2023全球碳纤维复合材料市场报告
林刚
【期刊名称】《纺织科学研究》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】为进一步深入了解碳纤维复合材料产业链的发展现状,从市场供需情况及下游应用的角度分析2023年国内外碳纤维市场规模以及国内碳纤维产业存在的问题,对碳纤维复合材料应用现状进行了概述分析,同时对复合材料细分应用市场进行展望,并研究了在双碳课题下,碳纤维回收市场现状及发展趋势。
【总页数】23页(P12-34)
【作者】林刚
【作者单位】广州赛奥碳纤维技术股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ342
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1.2018全球碳纤维复合材料市场报告
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5.国产碳纤维何以突围——2022全球碳纤维复合材料市场报告
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我国高性能碳纤维产品达到国内外同类产品先进水平
我国高性能碳纤维产品达到国内外同类产品先进水平
晓京
【期刊名称】《粉末冶金工业》
【年(卷),期】2011(21)5
【摘要】由中国科学院院士邢球痕,中国工程院院士孙晋良、姚穆、周国泰等院士与专家组成的鉴定委员会,5月30日对由航天四院自主研制的高性能碳纤维产品进行了鉴定。
鉴定委员会义为,该材料制品性能稳定,生产工艺先进,总体技术水平达到国内外同类产品的先进水平,具有较好的经济和社会效益,并建议尽快在国内市场推广应用。
【总页数】1页(P31-31)
【关键词】纤维产品;性能稳定;国内外;进水;同类;中国科学院院士;中国工程院院士;碳
【作者】晓京
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TF125
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1.邢台机械轧辊公司2项新产品达到国外同类产品先进水平 [J],
2.我国自主研发的高性能碳纤维产品总体技术水平达国内外同类产品的先进水平[J],
3.我国有了自己的高性能炭纤维产品总体技术水平达到国外同类产品先进水平 [J],
4.自行研发的高性能碳纤维达同类产品先进水平 [J],
5.食用海带新品种“黄官1号”性状达到国内外同类产品先进水平 [J],
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玻璃钢2012年第4期国内外碳纤维技术进展沈志刚（上海石油化工研究院，上海 201208）1 背景碳纤维是一种纤维状的无机碳素材料，含碳量通常超过90％，依性能与含碳量分为普通碳纤维和石墨纤维。
由有机纤维或低分子烃为原料，在惰性气氛中经高温炭化制得。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度、低膨胀、耐腐蚀、耐高温、抗蠕变、抗疲劳和导电性好等优点，碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及碳素等基体进行复合，组成复合材料。
广泛应用于航空航天、石油化工、医疗机械、土木建筑、文体休闲以及汽车、电信等领域，被认为是高科技新型工业材料的典型代表，倍受世人瞩目。
近年来，高性能碳纤维以其卓越的性价比，军工上重要的战略地位和巨大的工业应用市场，吸引着世界上许多国家和地区投入大量的人力、物力和财力进行研制和开发，碳纤维工业得到了迅猛的发展。
用于制备碳纤维的前驱体很多，如聚丙烯腈（PAN）、纤维素、沥青、聚酰亚胺、聚乙烯醇、酚醛树脂、聚苯并噻唑等。
但到目前为止，取得工业化生产的仅有聚丙烯腈（PAN）、沥青或粘胶三种，其中由PAN原丝制高性能碳纤维（PAN-CF），生产工艺较简单，因而发展迅速；目前PAN-CF产量最大、应用最多，占碳纤维总量90％以上。
沥青基碳纤维虽模量高，但强度较低；制备高性能碳纤维，需先将原料转化为中间相沥青、脱除杂质及不溶物，使成本增加，再加上技术难度大，其发展远逊色于PAN-CF。
粘胶基碳纤维在军工和航天领域有特殊价值，但因其碳化收率低、热解反应复杂、加工过程长和能耗高等缺点，总趋势将是逐步被PAN-CF取代。
世界上PAN基碳纤维的生产，在上世纪的六十年代起步，经过几十年的飞速发展，到二十一世纪初已大规模商用，日本东丽公司处于世界上高性能碳纤维研究发展的领先地位，其生产的T300的拉伸强度稳定在3.53GPa，属于公认的通用级品牌，目前T300已逐步被T700取代，T700将成为新一代通用级碳纤维。
现在已分化为以日本为代表的小丝束碳纤维（12K以下）和以美国为代表的大丝束碳纤维（48K以上）两大产品类型。
日本东丽公司目前在高性能碳纤维研究发展中处于世界领先地位。
碳纤维发展目前体现出三个特点。
第一个特点是碳纤维综合性能的不断提高。
根据原子· 28 ·间结合力模型，计算出碳纤维的理论抗拉强度可高达180GPa，但世界最高水平碳纤维T1000的抗拉强度为7.02GPa，仅为理论值的3.91％，实验室数据也仅达到8.05GPa，为理论值的4.47％。
提高PAN原丝的细旦化、细晶化、均质化和致密化，减少表面缺陷和结构缺陷，提高碳纤维的力学性能是发展的必然趋势。
碳纤维发展的第二个特点是大丝束聚丙烯腈基碳纤维的发展。
大丝束碳纤维是指每束碳纤维的根数等于或大于46000~48000根的碳纤维。
大丝束碳纤维的优点是可以采用民用聚丙烯腈纤维制备大丝束碳纤维，具有较高的性价比。
碳纤维发展的第三个特点是在民用领域的发展。
随着世界经济和技术的发展，碳纤维产量的增加和价格的下降，在土木建筑、能源交通、环保农业等民用领域得到了广泛应用，而且用量急增。
2 中国碳纤维发展我国碳纤维的研制起步并不晚，取得了些进展与成果，但总体发展较为缓慢，而且产品质量不太稳定，大多数达不到T300水平。
我国研制生产高性能碳纤维的技术有3项关键技术没有很好过关：一是聚丙烯腈原丝；二是碳化工程化技术；三是表面处理技术。
虽然经过了一段时期的发展，但是与国外的技术水平还存在一定的差距。
（1）PAN原丝质量不过关，规格低。
国产PAN碳纤维原丝在生产过程中大部分采用民用腈纶原液，杂质含量较高，质量稳定性差，变异系数大，毛丝断头多，分纤性差以及油剂等问题，不能制得高质量的原丝。
（2）大部分国产碳纤维未经过表面处理，制成复合材料层间剪切强度偏低。
没有经过表面处理的国产碳纤维不能用作高性能要求的先进复合材料增强体，也不能在航空、航天等国防部门中用来制作主承力构件。
（3）尚未形成经济规模，价格太贵，成本组成不合理。
国产碳纤维目前售价太高，远比国外进口的价格要高。
我国碳纤维之所以价格昂贵，有很多不合理因素。
如成本结构存在问题，据我国某碳纤维厂对碳纤维成本的粗略统计，原丝费用约占碳纤维成本的25％，而车间费用约占碳纤维成本的44％。
（4）品种单一、规格单一，碳纤维来源大部分依赖于进口。
根据不同行业、不同产品、不同零部件的不同需求，希望能采用不同类别、不同品种、不同规格的碳纤维。
除了供结构材料使用的碳纤维，还希望有供功能材料使用的碳纤维，而我国目前碳纤维只有相当于T300的一个品种。
（5）PAN基碳纤维质量低。
国产PAN基碳纤维性能指标仅能达到或接近T300的水平，而国外T300以逐渐为强度高达4900MPa、模量高达230GPa的T700所取代，还发展了高强高模量的M-J系列碳纤维产品。
我国碳纤维的研制起步并不晚，取得了些进展与成果，但总体发展较为缓慢，具体为：1960年代意识到碳纤维的重要性，即由长春应用化学所率先进行PAN碳纤维的研究。
1975年11月，中央军委和国防科工委主持召开全国碳纤维“7511”会议，组织各方力量对PAN碳· 29 ·纤维进行攻关。
1970年代后期突破连续氧化和碳化技术，1976年在山西煤化所建成我国第一条PAN基碳纤维中试线（2t/a）。
1980年代开展高强型碳纤维研究，利用联合国和中国政府配套资金，北京化工大学开始PAN基碳纤维及原丝基地建设。
1998年在泰安建成了年产40吨的PAN-CF生产线，拉伸强度达3.84GPa，拉伸模量为235.6GPa，断裂伸长率为1.6％。
近40年的研究及产业化试制，先后建成了年产几百公斤、几吨、几十吨中试装置，但因对技术难度估计不足、资金投入不力、科研力量分散、研究欠缺深入、技术缺乏创新，碳纤维技术水平、生产能力和产品质量都与国外先进水平存在较大差距，并严重制约了我国军用、民用复合材料产业的发展。
进入21世纪，国内碳纤维产业发展明显加速、生产技术向多元化发展。
2005年安徽华皖碳纤维公司投资达2.3亿，全套装置引进500t/a原丝、200t/a PAN-CF生产线，填补了我国碳纤维及原丝工业化空白。
吉林吉化公司放弃硝酸法原丝制造技术，“十五”期间开展以DMSO为溶剂的湿法纺丝研究（并获成功），2004年在5t/a装置上获得相当T300碳纤维。
嘉兴中保与大连大橡塑合作，2005年承担国家发改委产业化项目，采用大丝束预浸料的装备技术实现碳纤维规模化生产，成功建立预浸料生产线，当年实现营业收入6600万和净利润444万。
2005年山西恒天进行碳纤维原丝产业化开发，对DMSO聚合纺丝进行技术跨越，获得年产200吨原丝技术；近三年投入上千万，形成年产1200吨/T300原丝产能；2009年3月其首批产品供给中钢吉碳成功使用。
2005年9月连云港神鹰新材料公司开始碳纤维研发，2006年5月攻破生产设备和碳化工艺难关，建成年产500吨原丝和220吨PAN-CF生产线。
2007年10月中国复合材料集团加入，成立中复神鹰碳纤维公司；2008年底建成2500t/a原丝和1000t/a碳化线。
2009年以T700为重点开发规模生产技术和工艺装备，建设2000t/a生产线，2年内达产碳纤维3000t/a，有望成为我国最大碳纤维生产基地。
我国碳纤维的现状为了T300通用级产业化已取得突破性进展，百吨级和千吨级碳纤维已投入生产；T700级正在进行中试放大，T800级正在实验室研制。
目前国内有一两个单位的产品品质已超过T300级的性能指标，达到了T400级水平，并且可以小批量生产。
这处于上世纪80年代日本东丽公司在碳纤维研发方面的水平。
从总体形势来看，我国当前处于由T300通用级向高性能的T700和T800发展的过渡期。
但是由于应用领域的不同，对碳纤维及其复合材料的质量要求也不同。
也就是说，仅有通用级T300是远不能满足市场需求的。
因此，必须研制高性能的T700、T800和T1000级的碳纤维。
研制高性能碳纤维已是当务之急，在高性能碳纤维方面，与国外的技术水平还存在一定的差距。
这就要求我国能借鉴国外先进经验，加强产学研用紧密结合，建立相关机制，把高性能纤维产业发展上升到国家战略高度，使我国碳纤维产业能够快速健康地发展。
3 碳纤维发展的新形势与未来发展趋势2011年全球碳纤维的发展势头比预期的好，各大碳纤维公司都恢复了原扩产计划，亚洲新兴国家纷纷推出聚丙烯腈基碳纤维（PAN-CF）的产业化计划，最近伊朗也宣布建成了· 30 ·首套PAN-CF生产线，八家碳纤维企业垄断的格局被彻底打破。
亚洲现已成为全球碳纤维的主产地和主要消费地区之一，到2015年亚洲有望成为引领世界碳纤维产业发展的主要牵引力。
到2020年全球碳纤维产业格局将发生重大变化。
2010年以来国内外风电的发展明显减速，而波音787飞机交货期再次延后，加上发达国家经济持续低迷，因此势必出现短期内的供过于求的局面。
2010年工业用途的需求量已占PAN-CF总需求的50％以上，而航空航天约占25％，预期到2020年工业领域的需求可望增至75％，而航空航天领域尽管B-787、A-380、A-350和COMACC919等大型项目的需求会增长，但所占碳纤维总需求量的比例仍将下降至20％左右。
风力发电叶片是未来PAN-CF的一大市场，预计到2019年全球将生产2~7万台风机及8.2万片叶片，其中CFRP叶片将占全部叶片材料的6％左右，即需求量接近5万t/a。
2010和2019年风能所需碳纤维量各将达到9990t和64190t。
另一具有较大增长潜力的CFRP终端市场是压力容器，特别是汽车的压缩天然气瓶（CNG），2010年需求量为1480t，到 2019年有望增至11470t，将增长8倍，约占碳纤维总用量的10％。
CFRP在飞机结构材料的使用上限约为50％~55％，除B-787和A-380外，目前正在开发中的支线飞机（小于200座的窄体商用飞机）有2种，一是上海的COMAC C919，另一种是莫斯科的苏霍伊100民用飞机，它们预计将采用30％~37％的复合材料。
我国的风电业已失去国家的扶植和补贴，在激烈竞争环境下，风电企业将更多考虑经营成本和风险，不仅要考虑每千瓦的造价，更要重视度电成本，从风电投资、风电场运营维护成本和发电量等综合考虑。
这样，将有利于叶片的大型化和碳纤维化。
东丽计划到2020年在韩国建成17Kt/a的PAN-CF厂。
我国2010年有3家千t级的PAN-CF企业，2011年包括建成试车的约有6~8家，包括2家3000t/a的厂家2012年可望发展到15~16家，到2012年将有大小PAN-CF厂家约35家，只生产PAN原丝的厂家约4~5家。