PAN基碳纤维产业现状及发展情况
碳纤维的发展现状
碳纤维的发展现状碳纤维(carbon fiber),它不仅具有碳材料的固有本征特性，乂兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维碳，是纤维状的碳素材料，含碳量在90% 以上，其中含碳量高于99%的称石墨纤维。
与传统的玻璃纤维(GF)相比，氏模量是其3倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。
有学者在1981年将聚丙烯膳(PAN)基碳纤维浸泡在强碱洛液中，时间已过去20多年，它至今仍保持纤维形态。
图1碳纤维碳纤维最早山美国联合碳化物公司和美国空军材料实验室于1959年投产，原丝采用粘胶纤维。
1962年，日本碳公司进行了通用级聚丙烯睹基碳纤维的生产。
1971年，曰本东丽公司的高性能聚内•烯月青基碳纤维投产。
沥青基碳纤维是日本吴羽化学工业公司于1973年投产的。
联合碳化物公司生产了高模量沥青基碳纤维,1985年，美国、日本及西欧的聚丙烯月青基碳纤维年生产能力共约有7.25kt,沥青基碳纤维为1.28kto碳纤维一般以力学性能和制造原材料来进行分类。
按力学性能一般可分为两类：a)通用型(GP)碳纤维；b)高性能型(HP)碳纤维。
通用型碳纤维强度lOOOMPa、模量lOOGPa左右，高性能型碳纤维乂可分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量在300GPa以上)。
强度大于4000MPa者称为超高强型;模量大于450GPa者称为超高模型。
按原材料可分为3类：a)聚丙烯膳基(PAN)碳纤维；b)沥青基碳纤维；c)粘胶基（纤维素）碳纤维。
3种原料碳纤维的主要性能见表1。
表1 3种原料碳纤维的主要性能种类抗拉强度/MPa 抗拉模量/GPa密度/g ■ cm_3断后延伸率，%PAN基碳纤维>3 500>230 1.76 ~ 1.940.6-L2沥青基碳纤维1 600379 1.7 1.0粘胶基碳纤维2 100 ~2 800414 ~552 2.00.7碳纤维按照一束纤维中根数的多少分为小丝束和大丝束碳纤维。
2022年行业分析报告我国碳纤维产业进展情况分析
我国碳纤维产业进展情况分析碳纤维是一种新型高性能纤维，比强度高、耐高温、耐磨擦、耐腐蚀，广泛应用于航空航天、机械、建材交通、文体医疗等领域，在国民经济中有着重要的战略地位。
近年来随着生产技术进步和应用范围的不断扩大，碳纤维需求量逐年扩大。
2022年我国PAN基碳纤维消费量6900吨左右，猜测2022年将达到8700吨。
受供求关系和发达国家对我国实行碳纤维技术及产品双重封锁的影响，我国碳纤维市场始终处于受制于人的状态，甚至某些碳纤维复合材料高端用户面临没有原料可以进行加工的尴尬境地。
此外，由于大型航空飞机制造和清洁能源等产业的拉动，世界范围的碳纤维需求量将持续增加，国际碳纤维供需关系短期之内不会大幅回落。
因此，作为重大战略材料，我国需建设立足国内的碳纤维自主保障力量，以确保高端用户的需要。
我国碳纤维研发历史从上个世纪60年月初开头，但三十多年来关键技术未能突破，国内碳纤维产能和技术与国外存在相当大的差距，此现状阻碍着国家尖端武器的更新换代、对国家的平安构成威逼，对高附加值的国民经济支柱产业的进展也影响极大。
制约我国碳纤维进展的主要因素有两个方面，一是碳纤维原丝质量问题。
国产原丝在纯度、强度以及均质化方面与国外相比存在较大差距，大大制约了国产碳纤维的产品质量。
二是耐高温材料及大型高温炉。
国产碳化炉采纳仅能允许在1400℃以下温度使用的碳化硅作为发热体，高温环境下碳化硅抗负荷强度低，不能制作大尺寸工业规模碳化炉，无法实现1500℃的最佳工艺。
国外采纳高纯石墨材料1800℃以上的高温碳化炉严格限制对我国的出口，中等规模的高温碳化炉进口价格高，导致国产碳纤维装置的建设成本过高，无法与进口纤维竞争。
为了打破国外技术及产品垄断，满意国内市场需求，化纤行业一些企业进一步加大了高性能碳纤维投入，推动了我国碳纤维产业化进程。
如山西恒天纺织新纤维科技有限公司建设了年产1200吨PAN 基碳纤维原丝改扩建项目、连云港神鹰新材料有限公司建设了年产2500吨聚丙烯腈原丝1000吨碳纤维项目、山东威海光威集团公司3K(1K)高性能碳纤维及机织物生产线建设项目，目前这些生产线均已建成投产，共形成了年产4000万吨聚丙烯腈基碳纤维原丝、1300万吨碳纤维以及30万米碳纤维复合材料的生产力量，使我国碳纤维生产规模迈上了千吨级的新高度。
聚丙烯腈基碳纤维的发展现状
聚丙烯腈基碳纤维的发展现状摘要：介绍了聚丙烯腈（pan）基碳纤维的国际碳纤维产业的情况和我国碳纤维产业的现状及发展趋势。
关键词：pan碳纤维复合材料应用the current status and development trend of pan carbon fiberzhao xiao-li ,wang li-juanxi’an carbon materials company limited, xi’an, shaanxi 710025, p. r. chinaabstract: the research current status and development trend of pan carbon fiber in home and abroad were introduced mainly.keywords: pan carbon fiber, the research current status and development trendpan碳纤维是一种新型非金属材料。
它一般不单独使用。
多作为增强材料加入树脂、金属、陶瓷，混凝土等材料中构成复合材料。
碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、传热和热膨胀系数小等优异性能。
既可以作为结构材料承载负荷，又可作为功能材料发挥作用。
因此，近年来碳纤维的应用发展十分迅速，在航空、航天、汽车、风力发电、建筑、电子、体育运动器材等领域得到了广泛的应用[1-2]。
一、发展现状1.国外发展现状1959年聚丙烯腈碳纤维首先由日本的进腾昭南研制成功，1963年英国皇家航空研究中心在纤维处理过程中施加张力进行牵伸，制得高性能碳纤维。
1967年日本东丽公司结合英美的技术，于1971年建成12t/a的生产线，20世纪80年代，碳纤维生产工艺不断改进，性能得到了迅速提高，30多年来，东丽公司开发出了系列碳纤维，如高强型碳纤维t300、t400、t700、t800、t1000；高模量石墨纤维m40；高强高模型碳纤维m40j、m50j等，代表了国际领先水平。
聚丙烯腈基碳纤维简介及其发展概况
聚丙烯腈基碳纤维简介及其发展概况摘要：聚丙烯腈基碳纤维为人造合成纤维，是一种力学性能优异的新材料，在航空航天、建筑、体育、汽车、医疗等领域得到广泛的应用。
生产碳纤维采用特殊组分且性能优异的专用PAN基纤维即ＰＡＮ原丝。
本文简要介绍国内外PAN基碳纤维的发展概况和现状，ＰＡＮ基碳纤维的应用，重点介绍了PAN基碳纤维的结构、性能、纺丝、制备等技术，以及分析我国碳纤维与世界先进国家之间的差距及存在的问题且提出一些建设性意见。
关键词：聚丙烯腈基碳纤维纺丝国内外发展比较差距碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好，因而发展很快，产量占到90％以上，成为最主要的品种。
碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90％的特种纤维。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。
PAN基生产工艺简单，产品综合性能好，因而发展很快，产量占到９０％以上，成为最主要的的品种。
一、碳纤维及其发展史1.1碳纤维的先驱——斯旺和爱迪生碳纤维的起源可追溯到１９世纪６０年代，１８６０年，英国人约瑟夫·斯旺用碳丝制作灯泡的灯丝早于美国人爱迪生。
十九世纪后期他俩各自设计出了白炽灯泡．他是研制碳丝的第一人，同时他的利用挤压纤维素成纤技术为后来合成纤维的问世起到了启迪作用。
爱迪生解决了碳丝应用与白炽灯的灯丝问题，他发明的电灯，这也是碳丝第一次得到了实际应用。
１９１０年库里奇发明了拉制钨丝取代了碳丝作为灯丝，从此碳丝的研制工作停止了下来。
指导了２０世纪５０年代碳丝的研制又重新出现在现在的材料科学的舞台上，但研究的目的是为了解决战略武器的耐高温和耐烧耐腐蚀材料，今天的碳纤维已经形成了一个举足轻重的新型材料体系，已广泛应用于航空、军事和民用工业领域，而且仍在强劲发展．1.2碳纤维的三大原料路线黏胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维，其中以聚丙烯腈基碳纤维应用最为广泛，也是本文将要为大家介绍的。
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料
针对PAN基碳纤维复合材料生产过程中存在的能耗高、污染重等问题 ，研究者们不断改进生产工艺，提高生产效率和环保性。
未来发展趋势预测与挑战分析
高性能化
未来PAN基碳纤维复合材料将继续向高性能化方向发展， 以满足高端应用领域对材料性能的更高要求。
绿色环保
随着环保意识的提高，PAN基碳纤维复合材料的绿色生产 将成为未来发展的重要趋势，包括采用环保原料、优化生 产工艺等。
耐疲劳性
碳纤维复合材料具有良好 的耐疲劳性能，能够承受 长期的交变载荷作用。
热稳定性及耐候性评估
热稳定性
PAN基碳纤维在高温下能 够保持较好的稳定性，不 易发生热分解或氧化反应 。
耐候性
碳纤维复合材料具有良好 的耐候性能，能够抵抗紫 外线、酸雨等自然环境的 侵蚀。
耐腐蚀性
由于碳纤维的化学稳定性 较高，因此它对于多种化 学物质都具有良好的耐腐 蚀性。
汽车工业领域应用
轻量化
碳纤维复合材料具有密度小、比 强度高、比模量高等优点，是实 现汽车轻量化的理想材料，可用
于车身、底盘等结构件。
安全性
碳纤维复合材料在碰撞时能够吸收 大量能量，提高汽车的安全性。
舒适性
碳纤维复合材料具有良好的阻尼性 能，能够降低汽车行驶过程中的振 动和噪音，提高乘坐舒适性。
体育器材领域应用
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合 材料的制备工艺主要包括原丝 制备、预氧化、碳化、石墨化 等步骤，通过控制工艺参数可 以得到不同性能的复合材料。
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合 材料在航空航天、汽车、体育 器材、建筑等领域具有广泛的 应用前景，如飞机结构件、汽 车轻量化部件、高性能运动器 材等。
02
CATALOGUE
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自上世纪60年代碳纤维首次商业化以来，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12.6万吨。
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，我们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。
1、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（PAN）基、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，国际碳纤维产业领域，前两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基碳纤维的九大生产商包括：日本东丽、东邦、三菱丽阳、美国赫氏（Hexcel）、氰特（Cytec）、卓尔泰克（Zoltek，已被东丽收购）、台塑、土耳其阿克萨（AKSA）和德国西格里（SGL）。
沥青基碳纤维的生产和应用居其次，主要生产企业三家，分别是Cytec、三菱塑料和日本碳素纤维。
PAN基碳纤维分为小丝束（1-24K）和大丝束（36K及以上）两类。
国内外碳纤维产业现状及发展建议
国内外碳纤维产业现状及发展建议碳纤维是一种具有轻质、高强度、高刚度等优良性能的纤维材料，被广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
在当前全球温室气体排放限制的背景下，碳纤维产业的发展具有重要意义。
本文将就国内外碳纤维产业的现状进行分析，并提出相应的发展建议。
首先，从国内碳纤维产业现状来看，我国碳纤维产业起步较晚，与国际先进水平仍有一定差距。
目前，国内碳纤维产业主要集中在碳纤维预浸料生产和产品加工环节，而碳纤维纤丝的制备技术仍然面临一定的挑战。
同时，国内碳纤维产业的产品主要集中在低端市场，高端市场份额较小。
其次，国际碳纤维产业的发展较为迅速，主要集中在美国、日本和欧洲等国家。
这些国家在碳纤维纤丝制备、加工技术和产品创新方面具有较大优势，能够生产出高性能、高质量的碳纤维产品。
此外，国际碳纤维产业还在努力提高碳纤维的可持续性，研发出更环保的碳纤维材料。
为了促进国内碳纤维产业的发展，以下是一些建议：首先，加强碳纤维纤丝制备技术研发。
碳纤维纤丝的制备技术是碳纤维产业的核心关键技术，目前我们国内的碳纤维纤丝制备技术相对滞后，需要加大研发投入，提升核心竞争力。
此外，还应加强与高校、科研机构等的合作，共同攻克关键技术难题。
其次，加强碳纤维应用领域的研发和创新。
目前，我国碳纤维产品主要集中在低端市场，需要加大对高端市场的开拓力度。
应鼓励企业加大科研投入，推动碳纤维在航空航天、新能源汽车等领域的应用，提高产品附加值和市场竞争力。
第三，加强碳纤维产业的标准化建设。
碳纤维产业的发展需要建立健全的产业标准体系，确保产品质量和技术水平的一致性，同时也有助于提升行业整体竞争力。
应加强国内外产业标准的学习借鉴，积极参与国际标准的制定。
第四，加强碳纤维产业链的协同发展。
碳纤维产业是一个复杂的产业链，需要各个环节的协同发展。
政府应加强对碳纤维产业链的整体规划和统筹，促进供需双方的合作，形成产业协同效应，提升整体竞争力。
最后，加强碳纤维产业的国际合作。
我国碳纤维发展现状研究
技术 ， 其 中， 日本东丽独家掌握着世
界 最高端的生产技术 ； 全 球 碳 纤 维 的 制造 商 大都 有 日本 公司 的 技术 和 资 本 背景 ； 国 际碳纤 维 市场 为 日、 美
最 好 的商业 级 碳纤 维 。
一
国外碳纤 维产业发展现状
２ １ ３ ０ ８ 年世界碳纤维产能为６ ８ ９ ５ ０ ｔ ，
目前世界各 国发展 的主要是ＰＡＮ
基碳 纤维和 沥青基 碳纤 维。 世界Ｐ Ａ Ｎ 基碳纤 维生产厂商 主要有 日本东丽公
其 中小 丝 束 为 ５ ２ ８ ５ ０ ｔ ； 到２ ０ ０ ９ 年 增 加至 ８ ０ ９ １ ５ ｔ ， 其 中小 丝 束 为 ５ ６ ４ １ ５ ｔ 。 目前碳 纤 维工 业 化 产 品 以ＰＡＮ基碳 纤维为代表 ， 其力学性能最好 ， 应用 领域 最广 ， 占全 球 碳 纤 维 总 产 量 的
用碳 纤 复合 材料 可 以减轻 质量 ， 节约 能源， 增 加 可靠 性 ； 风力 发 电是 能源 领 域增 长最 快 的 ， 其 叶片使 用碳 纤维 量可观 ； 用碳 纤 维 加 固、 修 复 混 凝 土 基 础设 施 已经 是一 项新 技 术 ， 市 场 前 景 十分广 阔。
Ｐ Ａ Ｎ 碳化生产 ， 形 成２ ４ ３ １ ０ ｔ ／ 年生 产能
力， ３ 家企 业正 在建 设 。 其 中大 陆有 １ １
闲 占绝 大 多数 ， 在 航 天航 空及 工业 应
用领域 ， 产品 刚刚起 步 。
家生 产 单位 ， 年 生产 能力 为 ２ ９ ２ ５ ｔ ， 在 建产 能 ５ １ ０ ０ ｔ ／ 年； 台湾省有 台湾塑胶
ｌ
Ｊ Ｈ Ｓ Ｉ Ｇ Ｈ Ｔ Ｉ ￣
我国碳纤维发展现状研究
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。
国内外碳纤维生产现状及发展趋势
国内外碳纤维生产现状及发展趋势碳纤维, 国内外, 趋势, 生产, 发展碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。
它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。
碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料(金属及其合金)所无法比拟的。
除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、X光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。
作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是先进复合材料最重要的增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。
因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。
碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。
我国自20世纪60年代开始碳纤维研究开发至今已有近40年的历史，但进展缓慢，同时由于发达国家对我国几十年的技术封锁，至今没能实现大规模工业化生产，工业及民用领域的需求长期依赖进口，严重影响了我国高技术的发展，尤其制约了航空航天及国防军工事业的发展，与我国的经济社会发展进程极不相称。
所以，研制生产高性能、高质量的碳纤维，以满足军工和民用产品的需求，扭转大量进口的局面，是当前我国碳纤维工业发展的迫切任务。
1生产方法目前，工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。
从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化，碳化收率低，技术难度大、设备复杂，成本较高，产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用；由沥青制取碳纤维，原料来源丰富，碳化收率高，但因原料调制复杂、产品性能较低，亦未得到大规模发展；由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维，其生产工艺较其它方法简单，而且产品的力学性能优良，用途广泛，因而自20世纪60年代问世以来，取得了长足的发展，成为当今碳纤维工业生产的主流。
中国碳纤维行业发展现状分析
中国碳纤维行业发展现状分析一、碳纤维行业概况碳纤维(carbon fiber，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。
它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
碳纤维主要分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈（PAN）基三大种类，各有不同的使用场景和生产方法。
其中沥青基碳纤维碳收率最高，可达80%-90%，但由于生产成本高，而难以应用于大批量工业应用制造。
PAN基碳纤维综合性能最好、生产工艺成熟简单、应用最广、产量最高、品种最多，是目前全球碳纤维市场的主流碳纤维产品，产量占全球碳纤维总产量的90%以上。
完整的碳纤维产业链包含从能源获取到成品制造的全过程。
碳纤维行业上游是制备聚丙烯晴（PAN）原丝过程，由于在原材料中原油制丙烯成本最低，故而此过程首先从原油中制出丙烯，再将丙烯经氨氧化后得到丙烯腈，再经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝。
产业链中游是利用原丝经过预氧化、低温和高温碳化后就得到碳纤维，以及制备碳纤维织物和碳纤维预浸料，碳纤维预浸料可根据不同需求制成各类复合材料成品。
产业链下游是以航空航天、体育休闲、风电叶片、工业领域为主的相关应用领域。
二、全球碳纤维行业发展现状分析近年来，随着碳纤维行业产业链下游应用领域的不断发展，直接拉动了全球碳纤维需求的增长。
全球碳纤维总需求已从2013年5.01万吨，增长到了2019年的10.37万吨，复合增速为11.89%，预计2020年全球总需求将达到11.24万吨。
碳纤维行业下游产业中，风电叶片、航空航天、体育休闲的碳纤维需求量分别为2.55万吨、2.35万吨、1.50万吨，占据需求构成的前三位，占比分别为24.59%、22.66%、14.46%。
2019年，航空航天产业对碳纤维需求量仅占总需求量的22.66%，但其销售金额价值却达到了14.1亿美元，占碳纤维总销售金额的49.13%，占比将近一半；体育休闲、风电叶片、汽车领域的碳纤维市场需求价值分别为3.45亿美元、3.57亿美元、2.12亿美元，除航天航空的其他领域市场需求合计占比50.87%。
我国碳纤维行业现状和发展趋势分析
表５ 世界碳纤维消费量按地 区分布情况
地区和国家 比例／ ％
正 常 ， ７０ Ｔ ０市场 售价 约 １０ ｋ 。 ８元／ ｇ 预
计 ２ ０ － ０ ５ 世 界ＰＡＮ—ＣＦ 求 ０９ ２ １年 需 将 以年 均 １％的速 度 增 长 ，０ ２ 前 ８ ２ １年 后 全 球 碳 纤 维 市 场有 望 摆 脱 ２ ０ 年 ０８ 世 界金 融 危机 的不 良影响 ， 恢复 供 需 平衡 ， 预计 ２ １年 世界Ｐ ０ ５ ＡＮ—Ｃ Ｆ需求 量 将达 到 ７Ｙ ， ７ ｔ 见表 ８ 如 果世 界碳 纤 。 维 生 产商 均 按计 划进 行 扩 能 ，０ ５ ２ １年 前 后可能 出现供 大于求 的市场格局 。
７０ ５
１ ５ ０８０
的“ 般 产 业” 括 大 型 风 力 发 电 叶 一 包 片、 油用 抽油 杆 、 力容器 、 底 油 采 压 海
田吸油管 、 震加固补强材料 等。 抗
日本碳素
赫 氏 （ ｘ ｅ） 司 Ｈｅ ｃ１公
３０ ０
７０ ２０
美国氰特 工业公司 （ ｙ ｅ ） Ｃ ｔｃ
国台 湾 和 印度 等 国 家和 地 区推 动 了 世 界碳 纤维 需 求 的增 长。０ ９ 世 界 ２０年
ＰＡＮ—ＣＦ 消费结构分析 见表 ６ 其 中 ，
普通小 丝束 三菱人造丝
三菱人造丝 Ｇｒｆ （ ａ １美国） ｔ
８０ ｌ０ ２０ ００
Ｓ Ｌ 英 国） Ｇ （
小 计
（ 碳化产 品 ）Ｍ系列 （ 墨化产 品） 主 、 石 ， 要牌 号和性能 见表 ３ 。
表３ 东丽公司Ｐ Ｎ Ｃ 主要牌号和性能 Ａ－Ｆ
一
、
世界碳纤维市场
碳纤 维 由于 生产 工艺 较为 复杂 ，
碳纤维的发展及其应用现状
碳纤维的发展及其应用现状一、本文概述随着全球科技和工业的飞速发展，碳纤维作为一种高性能的新型材料，正逐渐在各个领域展现出其独特的优势和应用潜力。
本文旨在全面概述碳纤维的发展历程，深入剖析其独特的物理和化学性质，以及探讨碳纤维在当前社会各个领域的实际应用现状。
我们将从碳纤维的基本概念、生产工艺、性能特点等方面入手，逐步展开对碳纤维的深入研究。
结合具体的应用案例，我们将对碳纤维在航空航天、汽车制造、体育器材、新能源等领域的应用进行深入剖析，以期为读者提供一个全面、深入、系统的碳纤维知识体系。
二、碳纤维的制造技术碳纤维的制造是一项复杂且精细的工艺，其核心技术主要包括原丝制备、预氧化、碳化及石墨化等步骤。
这些步骤的精细控制对最终碳纤维的性能起着决定性的作用。
原丝制备是碳纤维生产的第一步，也是关键的一步。
原丝的质量直接决定了碳纤维的性能。
目前，常用的原丝主要有聚丙烯腈（PAN）基原丝和沥青基原丝。
其中，PAN基原丝由于其优良的化学稳定性和热稳定性，以及相对容易进行纺丝加工，因此在碳纤维生产中占据主导地位。
制备PAN基原丝的过程中，需要严格控制聚合度、分子量分布以及纺丝条件等参数，以保证原丝的质量和稳定性。
预氧化是将PAN基原丝在空气或含氧气氛中加热至200-300℃，使其分子链中的氰基（-CN）部分氧化为羧基（-COOH）和酰胺基（-CONH-），形成稳定的梯形结构。
这一步的目的是为了增强原丝的耐热性和抗氧化性，为后续的碳化过程做好准备。
预氧化的温度和时间对碳纤维的结构和性能有着重要影响，需要精确控制。
碳化是将预氧化后的纤维在高温惰性气氛（如氮气或氩气）中进一步加热，使其中的非碳元素（如氢、氧、氮等）以气体的形式逸出，同时使碳原子重新排列形成石墨微晶结构。
碳化的温度一般在1000-1500℃之间，是碳纤维制造过程中最为关键的一步。
碳化的温度、气氛、时间等参数对碳纤维的结晶度、石墨化程度以及力学性能有着决定性影响。
国内外碳纤维及产品的发展现状分析
国内外碳纤维及产品的发展现状分析1、碳纤维产业发展方兴未艾。
碳纤维属于国际高端新材料产业，除了应用至传统的航空航天领域外，汽车、风力涡轮叶片及压力容器等市场对碳纤维的需求也在不断增加，2010年全球碳纤维需求量将达到3.5万吨左右。
表1-3全球碳纤维生产能力预测(单位：吨)图1-1 全球碳纤维的供给与需求状况目前，世界碳纤维中PAN基碳纤维占各种碳纤维材料的80%以上，日本东丽公司、东邦人造丝公司和三菱人造丝公司作为世界碳纤维生产的龙头企业，三者的总产能则占了世界总产能的78%，处于绝对垄断地位。
而我国碳纤维的生产和使用尚处于起步阶段，碳纤维产量很低，国内碳纤维生产能力仅占世界高性能碳纤维总产量的0.4%左右，国内用量的90%以上靠进口。
据不完全统计，目前拟建和在建的碳纤维生产企业有11家，合计生产能力为原丝7100吨/年、碳纤维1560吨/年，其中在建企业为4家，合计生产能力为原丝1100吨/年、碳纤维470吨/年。
目前从事碳纤维行业的规模公司主要有华皖碳纤维公司、山西恒天纺织公司，现国内原丝生产规模约875吨/年，碳纤维生产规模约410吨/年。
而且主要是低性能产品，产品以1K、3K为主，生产的原丝经氧化、碳化后强度、模量则达日本T300的水平，没有形成规模化产业。
我国属于碳纤维消费大国。
据统计，1996-2002年国内碳纤维消费年均增长超过20%。
2002年中国碳纤维需求量增幅最大，与2001年相比增加了75.7%，需求量增加了964t。
中国碳纤维需求自2002后呈现快速增长趋势。
2003年中国碳纤维市场需求量约2500t， 2005年中国碳纤维市场需求量增加到3000t、2008年达5000t/a左右，2010年可达到6000t以上。
每年须进口约5000t碳纤维产品，市场缺口进一步拉大。
不难看出，我国碳纤维复合材料市场潜力巨大，碳纤维产业发展前景广阔。
（见下表）表1-4 中国PAN基碳纤维市场需求(t/a)年份需求量年增长率/% 年增量1996 5801997 640 10.3 601998 700 9.4 601999 945 35.0 2452000 1087 15.0 1422001 1272 17.0 1852002 2235 75. 9632005 2500 11.9 2652006 3000 20.0 5002008 5000 - -2010 6000 - -表1-5 中国碳纤维按应用领域需求的统计与预测年份航空航天体育休闲工业应用总计2003 60 3000 200 32602004 90 3600 340 40302005 120 3800 500 44202010 250 4000 1900 61502、碳纤维应用领域延伸度广且应用率高。
碳纤维大小丝束产能概况
碳纤维大小丝束产能概况-国际碳纤维产业发展综述（图表）碳纤维是含碳量高于90％的无机高分子纤维。
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得，其中，以聚丙烯腈为原料的碳纤维占市场份额75%。
国际上PAN 基碳纤维的生产，从20世纪60年代起步，经过70～80年代的稳定，90年代的飞速发展，到21世纪初其生产工艺技术已经成熟。
起初，碳纤维主要用于军工和宇航，经过40余年的发展，其应用领域正在向工业领域和普通民用领域扩大。
现已发展成为大丝束碳纤维和小丝束碳纤维两大种类。
产业发展进程1997-2000这段时期世界小丝束生产企业除了东丽集团产能增长比较快外，增加了近1 倍，其它企业扩产比较缓慢；在大丝束生产方面，美国Zoltek公司大幅增加大丝束PAN 原丝的产能，2000年原丝产能相当于1997年的5倍多。
到2004年为止，世界PAN 基碳纤维生产企业在大丝束和小丝束碳纤维生产上技术已经十分成熟，生产规模逐步壮大，已经形成了相当大的产业规模；而世界沥青基碳纤维生产企业还处在技术开发和储备的阶段，只有少数几家公司有一定的沥青基碳纤维生产能力，但是生产能力都较小，没有形成一定的产业规模。
PAN 基碳纤维产量份额（2004 年）2004-2005年世界碳纤维生产能力仅小丝束碳纤维有小幅度的增长，从25200 t/a 增加到25900 t/a，增长了2.8%；大丝束产能反而下降了2.0%，这可能是由于航空航天领域对高性能碳纤维需求的增加的缘故。
2005-2006年期间，世界碳纤维产业进入一段稳定发展时期世界各大碳纤维生产企业大丝束和小丝束碳纤维生产能力变化不大，仅东丽公司小丝束碳纤维产能有较大的增长，其它企业处于稳定生产之中。
2007-2008年，碳纤维应用扩展到民用领域，大丝束的需求迅速增加。
世界碳纤维行业获得新的黄金发展时期。
碳纤维复合材料的应用延伸到航天航空，体育用品和一般工业领域的各个方面，特别是空中客车公司的A380和波音公司的B787 客机对碳纤维产生巨大需求。
2024年碳纤维布市场发展现状
2024年碳纤维布市场发展现状1. 概述碳纤维布是由高强度碳纤维纱线编织而成的一种新型复合材料。
由于其轻质、高强度、优异的耐腐蚀性和热稳定性，碳纤维布在航空航天、汽车制造、建筑等领域具有广泛的应用前景。
本文将对碳纤维布市场的发展现状进行分析。
2. 市场规模根据市场调研机构的数据显示，近年来碳纤维布市场呈现稳步增长的趋势。
预计到2025年，全球碳纤维布市场规模将达到X亿美元。
亚太地区是碳纤维布市场的主要增长驱动力，受到航空航天和汽车制造行业的需求推动。
3. 应用领域3.1 航空航天领域碳纤维布在航空航天领域具有广泛应用。
用碳纤维布制作的航空器结构件比传统材料更轻，可以提高燃油效率和飞行性能。
此外，碳纤维布还具有较强的抗腐蚀性，能够在恶劣的环境中长期使用。
3.2 汽车制造汽车制造行业也是碳纤维布市场的重要应用领域。
碳纤维布制成的车身结构件具有高强度和良好的耐撞击性能，可以增加汽车的安全性。
此外，由于碳纤维布的轻质性能，汽车制造商能够减小车身重量，提升燃油效率。
4. 竞争态势碳纤维布市场存在激烈的竞争。
目前，全球市场上主要的碳纤维布供应商包括XXX、YYY和ZZZ等公司。
这些公司在技术研发、产品质量和价格竞争等方面展开竞争。
5. 市场挑战尽管碳纤维布市场前景广阔，但仍面临一些挑战。
首先，碳纤维布的制造过程复杂，生产成本较高，限制了其在一些领域的应用。
其次，碳纤维布的规格和质量需求较高，制造商需要提高生产工艺和质量控制能力。
6. 发展趋势随着碳纤维布市场的不断成熟，一些新的发展趋势也逐渐显现。
首先，碳纤维布的生产技术在不断进步，生产成本逐渐降低，促进了其应用范围的扩大。
其次，碳纤维布在新兴领域如新能源汽车、风能和船舶制造中的应用将得到进一步推广。
7. 总结综上所述，碳纤维布作为一种具有广泛应用前景的新型复合材料，在航空航天和汽车制造等领域正蓬勃发展。
随着技术进步和成本的降低，碳纤维布的市场规模将不断扩大。
2024年碳基材料市场发展现状
2024年碳基材料市场发展现状概述碳基材料是指以碳为主要成分的材料，具有轻质、高强度、高导热性等特点，广泛应用于电子、能源、航空航天等领域。
随着科技的不断进步和对环境友好材料需求的增加，碳基材料市场正迎来快速发展。
1. 市场规模和市场趋势碳基材料市场在过去几年中持续增长，预计在未来几年内将保持良好的增长势头。
根据市场研究机构的数据显示，碳基材料市场在近几年内年均增长率超过10%。
碳纤维是碳基材料市场的主要产品之一，其在航空航天和汽车工业中的应用需求不断增加。
此外，碳纳米管等新型碳基材料也逐渐得到应用和推广，推动了碳基材料市场的进一步发展。
2. 主要应用领域2.1 电子行业碳基材料在电子行业中应用广泛。
碳纳米管在半导体制造中具有重要作用，被称为下一代半导体材料。
此外，碳纤维在电池、电容器等电子元件中也有应用。
2.2 能源行业碳基材料在能源行业中具有重要意义。
碳纳米管在储能技术中有广泛应用，可以制备高性能的超级电容器和锂离子电池。
此外，碳纤维增强复合材料也被广泛应用于风力发电和太阳能产业。
2.3 航空航天行业碳基材料在航空航天行业中是不可或缺的。
碳纤维复合材料具有轻量化、高强度的特点，被广泛应用于飞机的结构件和发动机部件中，大大减轻了飞机的重量，提高了飞行性能。
2.4 汽车工业碳基材料在汽车工业中的应用也呈现增长态势。
碳纤维材料可以制造轻量化的汽车部件，降低燃料消耗，提高燃油效率。
此外，碳基材料在电动汽车中的应用也逐渐受到重视。
3. 市场竞争格局碳基材料市场竞争激烈，主要的竞争者包括国内外的大型企业和研究机构。
国外企业在碳基材料技术和产品开发上具有较大优势，但国内企业在成本控制和市场开拓上有一定优势。
近年来，国内碳基材料行业加大了研发力度，提高了技术水平和产品质量。
同时，政府对碳基材料产业的支持也在不断增加，为市场发展提供了良好的政策环境。
4. 市场挑战和发展机遇碳基材料市场面临着一些挑战，如高成本制约了规模化应用、技术研发难度大等。
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国内碳纤维产业现状
我国进口碳纤维市场情况
表2、2014年1月-6日碳纤维进口统计 商品 碳纤维 碳布 碳纤维预浸料 其他 数量 781.1 863.5 608.0 3260.6 数量(同比) -29.7 17.4 -10.6 -12.8
图4、2010年-2013年碳纤维进口统计
2014年1月-6月，碳纤维及制品进口量为5513.2吨，其中： 碳纤维降幅最大，同比下降29.7;
碳布涨幅最大，同比增长17.4%；
碳纤维及制品进口数量同比下降12%。
表3、2014年碳纤维价格（不含15%关税） 生产企业 日本东邦 日本三菱 日本东丽 型号 HTS40-12K STS40-24K TR50S TR330（50K） T700SC-12K T800H-12K TC36-12K 台塑 TC35-24K TC35-48K AKSA A42-12K A42-24K A42-48K（50K） 报价(美元) 19 18 19 19 22 120-140（紧缺） 17 15 15 15 14 13
图1、2008年-2014年全球碳纤维生产能力
2014年全球碳纤维产能约为14.3万吨，其中小丝束碳纤维约为10.5万吨，占 73%；大丝束碳纤维约3.8万吨，占27%。按照开工率70％计算，2014年全球碳纤 维总产量约为10万吨。
全球碳纤维主要生产商及其市场份额
小丝束 大丝束
图2、全球碳纤维市场份额划分
PAN基碳纤维产业现状及发展情况
中国化学纤维工业协会 2015年1月
目
录
一、国内外碳纤维产业现状与发展趋势 二、我国碳纤维产业发展存在的主要问题
三、未来发展思考
一、国内外碳纤维产业现状与发展趋势
国外碳纤维产业现状——生产能力
160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 大丝束 小丝束
国外碳纤维生产企业集中度高，且大都是化纤生产制造企业（如日本东丽、东邦、土 耳其AKSA、台湾台塑）
我国碳纤维产业存在的主要问题： 产品质量稳定性有待提高，高端产品产业化仍为空白 应用技术开发相对落后，制约国内碳纤维产能发挥 装备技术薄弱，生产成本偏高 国际竞争形势严峻
由于缺乏创新与集成和应用领域的拓展，极大地制约了我 国碳纤维产业的发展。
国内碳纤维产业现状
国内PAN基碳纤维已形成约1.5万吨/年生产能力。
产品结构：
T300级碳纤维 T700级碳纤维 T800级碳纤维 M50J碳纤维
• 达到国外同类产品水平 • 干喷湿法纺丝T700级碳纤维实现工业化生产 • 已开展批量试产 • 突破关键研制技术
2014年，全国产量约为3200吨，其中12K占比超过90%。 预计2015 年国内碳纤维需求量将达到15000吨。
国外碳纤维产业发展趋势 国外碳纤维产业技术发展趋势
表1、国外碳纤维产业发展趋势
项目 方向目标 产品高性能化：美国Hexcel公司以NaSCN为溶液，通过丙烯腈、衣康酸、丙烯酸甲酯 或甲基丙烯酸甲酯共聚后，经干喷湿纺法制备原丝，再经氧化、炭化后，得到强度高 达 8GPa的碳纤维；日本东丽以DMSO为溶剂，使用丙烯腈与衣康酸共聚，得到了质量分 数为20%的聚合液，成功制备出强度为8.2GPa的碳纤维；纳米碳纤维的生产与应用。 生产低成本化 生产规模化：日本东丽计划在2015年将产能扩大到4万t/a；三菱丽阳计划在2016年 将其在美国的碳纤维产能由2000t/a扩大至4000t/a；日本东邦计划新建产能5000t/a， 2015年投产，届时总产能将达到1.89×104t/a。 CFRP的循环利用
国际碳纤维市场依然为日、美企业所垄断。 小丝束：日本企业占全球产能的49％。 大丝束：日、美两国所控制，占72%。
国外碳纤维产业现状
全球碳纤维应用领域分布
图3、全球碳纤维需求预测(单位：万吨)
吨
目前，国际碳纤维年需求量约为5-6万吨，航空航天、工业应用、体育休 闲三大应用领域占比分别为17%、67%和16%。预计2020年，全球碳纤维需 求量将达到15万吨，其中，航空航天占20%、工业领域占75%、体育休闲占 5%。
技术研发
应用开发
汽车:最具应用潜力方向。到2020年，预计飞机用碳纤维市场将达到2014年的近2倍， 增至年1.5万吨，而以汽车为中心的产业用途将达到10万吨，将成为碳纤维的主要市场。 东丽—丰田；东邦—通用；三菱丽阳—宝马 新能源:飞轮储能、风力叶片、燃料电池 压力容器：2014年，全球散装CNG运输压力容器使用的CFRP材料将耗用5000t碳纤维 海浪和潮汐流能转换装置
国内碳纤维产业发展趋势
降低碳纤维生产及应用成本 1、纤维生产 高性能纤维研制（T800、T1000、M55J等） 低成本自动化制造工艺 2、复合材料应用 高效率、高可靠的设计方法 降低全寿命成本的应用理念
新产品、新技术的开发 1、适合市场需要的新产品 2、复合材料制品成型技术 复合材料制品连续化生产技术 复合材料制品质量检测技术 高效配套树脂体系及装备开发 复合材料制品及成型工艺计算机辅助设计
拓展国内碳纤维复合材料应用领域
拓展复合材料在航空航天、交通运输，风电、新能源和可再生能源、海洋
石油开发、智能电网建设等高端市场的应用。
外 翼
拓展国内碳纤维复合材料应用领域
其他领域
开发碳纤维复材自 行车市场
纺织机械配件-碳 纤维剑杆、轴
碳纤维储气罐
二、我国碳纤维发展存在的主要问题
制备技术&规模效益——中国碳纤维产业发展的“瓶颈”
三、未来发展思考
巩固已有技术，加快高端碳纤维品种自主化技术开发，及其产业化进 程，切实保障特殊应用领域国产碳纤维的稳定供给，推动国产碳纤维行 业持续技术升级。 积极推动碳纤维研发、生产、应用单位结合自身优势和特点进行产学 研用合作，逐步攻克国产碳纤维质量稳定性和均匀性瓶颈，提升国产碳 纤维质量水平，尽快实现国内碳纤维的稳定、高效生产和应用。 推动碳纤维规模化应用，强化应用需求对国产碳纤维制造的牵引作用。 加强碳纤维及复合材料生产关键装备的自主化开发。
国内碳纤维产业发展趋势
关键装备 原丝碳纤维制备：连续稳定聚合装备、高效溶解 系统、高效脱泡系统、高温装备制造、能源综合 回收利用装备。 复合材料：三维编织装备、自动成型装备、全自 动RTM成型装备、计算机辅助设计与制造装置、复 合材料质量检测装备。
碳纤维材综合利用技术 回收碳纤维表面改性及复合材料制品 开发技术
完善国产碳纤维标准体系建设。
进一步加强和完善行业创新平台建设。建设国家级技术和产品推广平 台，融开发、检测、应用、再提高与一体，建设以平台为核心的产业集 群，并对全国相关企业开放。
谢 谢！
未来——中国四大产业将带动碳纤维市场强势增长
大飞机项目——
在高油价时代，碳纤维复合材料结构轻巧、维修费用低的优势必将极大地冲 击了铝材承力结构一统天下的局面，新型飞机设计开始越来越多地采用先进 复合材料。
海上风力发电——中国计划在距离海岸大约30英里的地方大规模建造水上风力发电站，这些发 电站可能建在巨大的浮体上，也可能深入水下120英尺建在大陆架上。鉴于 海面上风力通常比地面上大，因此海上风力发电更具有发展前景。 汽车轻量化—— 对汽车的减重、减排、节能，是一种强制性的推进。目前，随着碳纤维价格 的下降，越来越多的汽车部件开始使用碳纤维增强复合材料。 高速铁路领域——“碳纤维”将发挥举足轻重的作用，使得中国碳纤维用量一直持续“高 温”。