国内外碳纤维生产现状及发展趋势
碳纤维的发展及其应用现状
碳纤维的发展及其应用现状目前,碳纤维工业化产品主要包括PAN基和沥青基,世界上消费高性能碳纤维主要是美国,而生产高性能碳纤维主要是日本,碳纤维已广泛应用于各行各业中。
碳纤维大多应用于复合材料的生产,且广泛应用于各行各业。
论文主要分析了国内外碳纤维发展现状,着重介绍了碳纤维在宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域的应用。
标签:碳纤维;复合材料;领域;应用一、碳纤维的发展现状研究1.国外发展现状1959年日本进藤博士采用PAN奥纶为原材料研究开发基碳纤维,日本大谷教授利用煤焦、石油炼制过程中的副产品(沥青)研究成功开发了沥青基碳纤维。
1965年,粘胶纤维基碳纤维是由美国的UCC公司开发成功的,主要材料是粘胶纤维。
于20世纪70年代初就开始生产碳纤维,主要应用于火箭喷嘴,其能有效防止热气流传。
1971年至1983年,日本东邦人造丝公司、东丽公司等对碳纤维研究比较早,在此期间已经能进行大批量的生产,主要用于体育器具,欧美则用于航空和航天工业。
1980年前,波音公司首次将碳纤维使用在757飞机上,1985年-1990年,欧美主要对复合材料产品性能和深加工技术进行了研究。
国外利用电磁辐射等离子技术由碳纤维原丝来生产碳纤维;并把纳米技术应用于碳纤维上,研制出纳米碳纤维,超高模量的沥青碳纤维长丝发展迅速。
2.国内发展状况20世纪70年代中期,我国开始研究碳纤维,经过多年的发展,碳纤维在研发领域上取得了很大的成就,但总的来说,国内碳纤维的研制与生产水平还较低。
吉林省长春应用化学研究所于1960年代初,开始对PAN基碳纤维进行研究,并先后完成了连续化中试装置。
上海合成纤维研究所等单位也开始研究,于1980年通过了中试。
总之,我国在碳纤维领域的研究方面起步晚、发展也缓慢。
二、碳纤维的应用状况研究1.宇航领域碳纤维重量很轻,但其尺寸稳定性,刚性和导热性能均很好,最初的高模量碳纤维广泛在人造卫星技术当中使用。
国际碳纤维现状分析报告
国际碳纤维现状分析报告概述碳纤维是一种高性能纤维材料,具有轻质、高强度、高模量等优点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
本报告将对国际碳纤维产业进行现状分析,以期提供参考和指导。
1. 碳纤维产业总体情况碳纤维产业在全球范围内呈现快速增长的趋势。
根据市场调研机构的数据,碳纤维市场规模从2015年的100亿美元增长到2020年的150亿美元。
这一增长主要源于航空航天、汽车制造和体育器材等行业对碳纤维的需求不断增加。
2. 主要碳纤维生产国家和企业目前,日本、美国、德国和中国等国家是全球碳纤维生产的主要国家。
其中,日本的碳纤维产业发展最早,具有雄厚的技术实力和丰富的经验,市场份额占据全球的30%以上。
美国和德国的碳纤维产业也相对发达,技术水平和产品质量在国际上处于领先地位。
中国作为世界制造大国,在碳纤维产业的发展中起到了重要作用。
目前,中国的碳纤维企业数量众多且规模不断扩大,技术水平和产品质量也在逐步提高。
中国的碳纤维市场份额逐年增加,已成为全球碳纤维产业的重要参与者。
3. 市场应用情况碳纤维在航空航天、汽车制造和体育器材等领域具有广泛的应用。
在航空航天领域,碳纤维被用于制造飞机机体、机翼和推进器等部件,以提高飞行器的强度和耐久性,同时减轻自身重量,提高燃油效率。
在汽车制造领域,碳纤维被应用于汽车车身和底盘等部件的制造,以实现轻量化,提高汽车性能和燃油经济性。
在体育器材领域,碳纤维被广泛用于制造高尔夫球杆、网球拍和自行车等器材,以提高产品的强度和稳定性,提升运动员的表现水平。
4. 挑战与机遇碳纤维产业面临一些挑战和机遇。
挑战方面,碳纤维的生产成本较高,技术门槛也较高,限制了其在一些领域的广泛应用。
此外,碳纤维的回收利用和环境影响等问题也需要关注和解决。
机遇方面,碳纤维在新兴领域的应用潜力巨大。
例如,新能源汽车领域的发展推动了碳纤维复合材料在汽车制造中的应用。
随着技术的不断进步和成本的降低,碳纤维有望在更多领域替代传统材料,促进产业的进一步发展。
国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向概要
国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向概要碳纤维复合材料是一种具有很高强度和轻质化特性的新型材料。
它由碳纤维和树脂等基质材料组成,具有优异的力学性能和低密度,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域。
本文将对国内外碳纤维复合材料的现状以及研究开发方向进行概述。
首先,国内外碳纤维复合材料的现状可以概括为以下几个方面。
一是碳纤维复合材料在航空航天领域的应用。
由于碳纤维复合材料具有高强度、低密度和热稳定性等特点,被广泛应用于航空航天领域,如飞机机体、发动机和燃气涡轮等部件。
二是碳纤维复合材料在汽车领域的应用。
汽车制造商越来越倾向于采用碳纤维复合材料制作汽车车身和结构件,以提高汽车的燃油效率和减轻车重,提高车辆的性能。
三是碳纤维复合材料在体育器材领域的应用。
碳纤维复合材料制作的高级运动器材,如高尔夫球杆、网球拍和自行车等,具有很高的刚性和强度,能够提高运动员的表现水平。
四是碳纤维复合材料在船舶领域的应用。
船舶结构件的重量和强度对于船舶的性能至关重要。
碳纤维复合材料具有高强度和轻质化特性,因此被广泛应用于船舶制造,可以提高船舶的性能和节能减排。
接下来,本文将重点讨论国内外碳纤维复合材料的研究开发方向。
一是开发新型碳纤维原料。
目前,市场上主要使用的碳纤维原料是聚丙烯腈纤维。
研究人员正在开发新型纤维原料,如石墨烯、纳米碳纤维等,以提高碳纤维的力学性能和热稳定性。
二是改善碳纤维与基质材料的界面粘结性能。
碳纤维与树脂等基质材料的界面粘结性能对复合材料的力学性能和耐久性影响很大。
研究人员正在探索提高界面粘结性能的方法,如表面改性和介入增韧等。
三是提高碳纤维复合材料的制备工艺。
制备工艺是影响碳纤维复合材料质量的关键因素之一、研究人员正在开发新的制备工艺,如预浸法、纺丝法和层合法等,以提高复合材料的力学性能和制造效率。
四是研究碳纤维复合材料的寿命与损伤机理。
碳纤维复合材料容易受到外界环境和应力加载的影响,会出现疲劳和损伤现象。
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。
2024年碳纤维加固市场发展现状
2024年碳纤维加固市场发展现状引言碳纤维加固技术是一种新兴的结构加固方法,具有重量轻、强度高等优点,被广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域。
本文将介绍碳纤维加固市场的现状,包括市场规模、应用领域、发展趋势等。
市场规模碳纤维加固市场在过去几年内呈现出快速增长的趋势。
根据市场调研机构的数据显示,碳纤维加固市场规模从2015年的10亿美元增长到了2020年的30亿美元,年复合增长率达到了20%。
预计在未来几年内,市场规模还将继续增长。
应用领域建筑行业碳纤维加固技术在建筑行业中被广泛应用,主要用于加固混凝土结构、钢结构和木结构。
由于碳纤维加固材料具有高强度、轻质、抗腐蚀等特点,能够有效地提高结构的抗震、抗风等性能,因此受到了建筑行业的青睐。
桥梁行业桥梁是碳纤维加固的重要应用领域之一。
随着交通运输的发展,很多老旧桥梁需要进行加固维修,而传统的加固方法存在一些缺点,如施工周期长、造成交通阻塞等。
碳纤维加固技术通过悬挂式加固和包裹式加固等方法,可以快速、有效地对桥梁进行加固,提高其承载能力和使用寿命。
航空航天行业碳纤维材料具有轻质高强度的特点,因此在航空航天行业中有广泛的应用。
碳纤维加固技术可以用于加固飞机、火箭等航空器的结构部件,从而提高其性能和安全性。
发展趋势技术创新随着碳纤维加固技术的应用不断扩大,厂商们开始注重技术创新,推出更加高效、环保的加固材料和工艺。
例如,一些厂商正在研发具有自愈功能的碳纤维材料,以应对结构受损后的修复问题。
市场竞争随着市场规模的扩大,碳纤维加固领域的竞争也越来越激烈。
现有的厂商不断提升产品质量和性能,同时新的竞争者也在不断涌现。
因此,市场竞争将促使碳纤维加固技术不断创新和进步。
法规支持为了推动结构加固技术的发展,许多国家和地区都制定了相关的法规和标准,以规范碳纤维加固工程的施工和质量要求。
这些法规的出台将进一步推动碳纤维加固市场的发展。
结论碳纤维加固市场在过去几年内实现了快速增长,未来仍具有较大的发展潜力。
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。
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。
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%。
碳纤维国内外市场和贸易状况分析及预测
碳纤维国内外市场和贸易状况分析及预测一、国内碳纤维生产现状1.国内碳纤维生产即将取得突破2007年以前我国碳纤维产量年均增长率为25.8%,其中2000年的产量约为50t,2007年也仅为250t左右。
从2008年开始,我国碳纤维在技术上相继取得突破,纷纷建设千吨级的生产装置,其产量成倍增加,2009年产量已达1000t,年均增长率达到100%。
但受技术不成熟、装置不稳定等因素影响,许多装置不能正常开车或处于停产状态,目前平均开工率仅约为10%左右。
预计到2015年国内碳纤维产能将会达到2万t/a左右,产量将在1万t左右,年均增长率将会稳定在45%左右。
2.国内优势企业介绍经过“十五”、“十一五”的重点规划和国家“863”项目的重点立项研究,我国碳纤维产业化采取自主开发和引进相结合的道路已初见成效。
到“十一五”末期基本实现了相当于日本T300的国产碳纤维规模生产线,主要有威海拓展纤维有限公司、中复神鹰碳纤维有限公司、中国科学院山西煤炭化学研究所和中国蓝星(集团)股份有限公司等。
并且有一些企业已形成T700以上水平的百吨生产线,中国碳纤维产业已从重重封锁及围追堵截中找到了突破点。
但相比之下,我国碳纤维产业的发展与国外并不同步,图1为国内排名靠前的碳纤维企业与国外排名靠前的碳纤维企业的产能对比情况。
二、我国碳纤维的消费情况1.国内碳纤维的消费尚不成熟过去10年我国碳纤维的消费年均增长率为12.4%,受国外碳纤维出■ 文/方 巍 中国化工信息中心方 巍 中国化工信息中心咨询部副主任,主要从事化工新材料的市场研究以及产业规划等方面的工作,拥有10年的咨询从业经历,在聚烯烃、工程塑料、高性能纤维以及复合材料等领域有着深厚的积累和丰富的经验,为政府部门、企业集团以及金融机构完成了上百篇的产品市场研究和产业规划报告。
Advanced Materials Industry14新材料产业 NO.9 201015口限制,国内碳纤维的消费被严重抑制,增长变化较大,尤其是在2006-2008年的3年间,由于全球供应不足、价格高企,造成国内市场需求量零增长和负增长,未来随着国内碳纤维供应量的提升以及新兴领域的需求快速增长,其消费量将会稳步增长,到2015年将达到2万t左右,年均增长将达20%以上,详见表1。
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。
我国碳纤维产业发展现状及建议
我国碳纤维产业发展现状及建议近年来,我国碳纤维产业取得了长足的发展,成为国家战略新兴产业之一。
碳纤维作为一种新型的高性能材料,具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
然而,与国外发达国家相比,我国碳纤维产业在技术创新、品质提升、市场开拓等方面仍存在一定差距。
有必要对我国碳纤维产业发展现状进行全面评估,并提出相应的建议,以推动我国碳纤维产业的快速发展。
一、我国碳纤维产业发展现状1. 技术水平我国碳纤维产业的技术水平整体上处于中上水平,已经形成了一定的生产规模和技术基础。
然而,与国际先进水平相比,我国在碳纤维预浸料、复合材料加工等关键技术方面仍存在差距。
需要进一步加大技术研发投入,加强国际合作与交流,提升我国碳纤维产业的核心竞争力。
2. 品质提升我国碳纤维产品在品质上存在一定的不稳定性,主要表现在产品强度、韧性、表面平整度等方面。
对于这一问题,需要加强质量管理,建立健全的产品质量控制体系,提高产品的一致性和稳定性。
3. 市场开拓我国碳纤维产品的市场占有率相对较低,主要原因是缺乏统一的市场开拓战略和品牌宣传力度不足。
为了提升产品的市场竞争力,需要加大市场拓展力度,增强品牌影响力,拓展国内外市场。
二、建议与展望1. 加强技术创新我国碳纤维产业需要加强与科研院所、高等院校的合作,提升技术创新能力,加快新产品的研发和产业化进程。
鼓励企业加大对技术创新的投入,推动碳纤维产业的技术升级。
2. 提升产品品质企业应加强对生产工艺的研究和改进,建立健全的品质管理体系,加强对原材料的质量把控,提高产品的稳定性和一致性。
鼓励企业进行国际质量认证,提升产品的国际竞争力。
3. 拓展市场政府可以出台相关政策,扶持企业开拓国际市场,鼓励企业参加国际展会和展销会,提升产品的国际知名度。
鼓励企业开发新的应用领域,扩大碳纤维产品的市场空间。
总结回顾:我国碳纤维产业发展基础牢固,但仍面临技术创新、产品品质和市场开拓等方面的挑战。
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。
碳纤维国内技术和生产现状简介
碳纤维国内技术和生产现状简介(总11页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--国内碳纤维技术及生产现状我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维,历经近40年的漫长历程。
在此期间,由于国外把碳纤维生产技术列入禁运之列,严格控制封锁,制约了我国碳纤维工业的发展。
我国科技工作者发扬自力更生的精神,从无到有,逐步建成了碳纤维的工业雏型。
20世纪70年代初突破连续化工艺,1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN基碳纤维扩大试验生产线,当时生产能力为2t/a。
20世纪80年代开展了高强型碳纤维的研究,于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。
我国主要研究单位有中科院山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等。
我国目前使用碳纤维量约占世界用量的1/5。
巨大的市场潜力,供不应求的局面,必然促进我国碳纤维工业的发展。
但是,要想进入竞争的市场,一是要保证产品的质量,二是要求价位相当。
针对我国碳纤维工业的现状,需首先解决高性能PAN原丝的质量,在这基础上才有可能产业化,这是进市场的前提;同时,还需进行预氧化,碳化,石墨化设备及表面处理装置的工程化开发,使其形成规模化生产能力,才能在保证质量的基础上降低成本。
目前,内内研究开发以及生产碳纤维的呼声很高,发展趋势令人鼓舞。
但由于对我国碳纤维产业发展的建议目前我国高性能碳纤维无论在质量上还是数量上与国外相比还有一定差距,远远满足不了需求。
为此,尽快研究和发展我国自己的高性能碳纤维材料已迫在眉睫。
碳纤维是一门多学科交叉、多技术集成的系统工程,质量的提升涉及到方方面面。
以下几个方面应优先考虑。
1、提高PAN原丝质量PAN原丝不仅影响碳纤维的质量,而且影响其产量和生产成本。
换言之,只有高质量的原丝才能生产出高性能碳纤维,才能稳定生产,提高产量,降低成本。
2024年碳纤维电热膜市场分析现状
2024年碳纤维电热膜市场分析现状引言碳纤维电热膜是一种新型的发热材料,具有高效、安全、环保等优势,在各个领域得到了广泛的应用。
本文将对碳纤维电热膜市场的现状进行分析,探讨其市场规模、应用领域、竞争格局等方面的情况。
市场规模碳纤维电热膜市场近年来呈现持续增长的趋势。
随着人们对高效能源利用的追求和环保意识的提升,碳纤维电热膜在取代传统发热元件方面具有巨大潜力。
据市场调研数据显示,碳纤维电热膜市场规模在过去五年中年均增长率达到了15%以上。
应用领域碳纤维电热膜在多个领域具有广泛的应用前景。
其中,家电领域是碳纤维电热膜的主要应用市场之一。
碳纤维电热膜在电暖器、电热毯、热水器等产品中发挥着重要作用,其高效、安全的特点使得这些产品更受消费者欢迎。
此外,碳纤维电热膜还在汽车、航空航天、医疗、建筑等领域得到了广泛应用。
在汽车领域,碳纤维电热膜可以用于座椅加热、玻璃除霜等功能。
在医疗领域,碳纤维电热膜可以应用于体外疗法、体温调节等方面。
在建筑领域,碳纤维电热膜可以用于地暖、防冻等应用。
竞争格局碳纤维电热膜市场竞争激烈,存在多家知名企业。
目前,国内外的碳纤维电热膜制造商均在积极扩大产能、提高产品技术水平。
主要的竞争因素包括产品质量、价格、品牌声誉等。
另外,还存在一些技术挑战,如碳纤维电热膜的导热性能、耐高温性能等方面仍有待提高。
随着技术的不断进步,这些问题将得到解决,有助于进一步推动碳纤维电热膜市场的发展。
发展趋势碳纤维电热膜市场未来有望继续快速增长。
随着全球能源危机的加剧以及人们对清洁能源的需求增加,碳纤维电热膜的应用前景将更加广阔。
同时,碳纤维电热膜制造技术的进一步发展和成本的下降也将推动市场的扩大。
此外,碳纤维电热膜在新能源车辆、智能家居等领域的应用前景巨大。
随着节能环保意识的提高以及技术的不断创新,碳纤维电热膜将会在更多领域得到应用,市场前景可观。
结论碳纤维电热膜市场目前呈现快速增长的趋势,具有广泛的应用前景。
碳纤维发展现状及其发展趋势
碳纤维发展现状及其发展趋势0 引言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、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。
1 国内外碳纤维的发展现状1.1 国外碳纤维的发展现状目前世界各国发展的主要是PAN 基碳纤维和沥青基碳纤维。
国外PAN基碳纤维的研究与开发开始于20世纪60 年代。
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[1]。
世界PAN 基碳纤维生产厂商主要有日本Toray(东丽)、Toho(东邦)、Mit subishi Rayon(三菱人造丝),美国Hexcel(赫克塞尔)、Amoco(阿莫科)和Zoltek(卓尔泰克)等公司。
沥青基碳纤维主要生产厂商有日本Mitsubishi Chem(三菱化学)、Kureha (吴羽)、Dona c与美国Amoco 公司。
在小丝束碳纤维(3 K,6 K和12 K)方面,Toray、Toho与Mitsubishi Rayon等3家公司已形成垄断,其产能分别达到9 100、5 600和4 700 t / a,占世界总产能的31.6 %、19.5 %和1 6.3 %。
碳纤维进出口政策
碳纤维进出口政策1. 碳纤维简介碳纤维是一种轻质高强度的纤维材料,由碳元素构成。
它具有优异的机械性能,如高强度、高模量和低密度,同时还具有耐腐蚀、耐高温等特点。
碳纤维广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑等领域。
2. 碳纤维产业发展现状目前,全球碳纤维产业正在快速发展。
主要生产国包括日本、美国、欧洲国家等。
中国也是世界上最大的碳纤维生产国之一。
碳纤维产业在中国得到了政府的大力支持,相关政策也在不断完善。
3. 中国碳纤维进出口政策中国对碳纤维的进出口实行一定的管理措施,以促进产业的健康发展和国际贸易的平衡。
3.1 进口政策中国对碳纤维的进口实行一定的限制措施。
进口碳纤维需要符合国家的质量标准和安全要求。
同时,进口商需要办理相关的进口手续,并缴纳相应的关税和进口环节税。
3.2 出口政策中国对碳纤维的出口采取了一系列的支持政策,以促进出口和提升产业竞争力。
具体政策包括:•出口退税:对出口碳纤维产品可以享受一定比例的退税,降低企业的出口成本,增加出口竞争力。
•贸易便利化:为了方便碳纤维产品的出口,中国加强了海关通关和报关流程的优化,加快货物的出口速度。
•质量监管:中国加强了对出口碳纤维产品的质量监管,确保产品符合国际标准和客户要求,增强产品的竞争力和信誉度。
4. 碳纤维进出口的挑战与机遇碳纤维产业的发展面临着一些挑战,同时也带来了一些机遇。
4.1 挑战•技术壁垒:碳纤维的生产技术相对复杂,需要高端的设备和工艺,技术壁垒较高。
•成本压力:碳纤维的生产成本相对较高,包括原材料成本、设备投入、能源消耗等,使得碳纤维产品的价格较高。
•市场需求波动:碳纤维产品的市场需求受到宏观经济环境和行业需求的影响,存在一定的波动性。
4.2 机遇•技术创新:碳纤维产业可以通过技术创新,降低生产成本,提高产品质量和性能,增强竞争力。
•新兴应用领域:碳纤维在航空航天、新能源汽车、高端装备制造等领域具有广阔的应用前景,这些新兴领域的发展将带来碳纤维产业的机遇。
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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。
聚丙烯腈基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳化两个过程。
原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘干收丝等工序。
碳化过程主要包括放丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、上浆烘干、收丝卷绕等工序。
根据产品规格的不同,碳纤维目前被划分为宇航级(aerospace—grade)和工业级(commercial—grade)两类,亦称为小丝束(small—strand tow或small tow)和大丝束(large—strand tow或large tow)。
通常把48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维,包括48K、60K、120K、360K和480K等。
宇航级碳纤维初期以1K、3K、6K为主,逐渐发展为12K和24K,主要应用于国防军工和高技术,以及体育休闲用品,像飞机、导弹、火箭、卫星和钓鱼杆、高尔夫球杆、网球拍等。
工业级碳纤维应用于不同民用工业,包括:纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等。
2聚丙烯腈基碳纤维发展现况2.1世界总况1959年日本的进藤昭男发明了用聚丙烯腈(PAN)原丝生产碳纤维的方法。
1962年,日本东丽公司开始生产,之后又积极研制用于生产碳纤维的专用优质原丝,并于1967年成功生产T300PAN—CF。
同时,英国皇家航空研究所的Watt等人,对PAN纤维生产进行技术改进,随后英国考陶尔公司(Courtaulds)利用这项技术开始生产高强度、高模量PAN基碳纤维。
1969年,日本东丽公司研究成功特殊的单体共聚PAN基碳纤维,结合美国联合碳化物公司(Union Carbide)的碳化技术,生产出高强度、高模量碳纤维。
此后,美国、法国、德国也都引进或开发了PAN原丝及碳纤维的生产。
原苏联开始主要研究以人造丝为原料制造碳纤维,后转向PAN基碳纤维。
另外,印度、南斯拉夫、以色列、韩国也在以PAN原丝制取碳纤维方面开展了大量的研制工作。
日本东丽公司的碳纤维研发与生产一直处于世界领先水平。
20世纪70年代末以来,国外许多以PAN纤维为原料制造碳纤维的厂家在原料供应及碳纤维的生产、供销方面进行广泛合作与竞争,促进了PAN基碳纤维工业的长足发展。
特别是进入90年代以后,由于PAN基碳纤维性能优越,应用领域日益扩展。
目前世界PAN基碳纤维已进入发展旺盛的成熟期,主要表现为。
(1)PAN基碳纤维产量急剧提高,生产规模大型化,产品价格下降。
(2)PAN基碳纤维生产工艺、设备、技术不断改进,碳纤维性能不断提高。
如:日本东丽公司已开发出高强型T1000系列碳纤维,其抗拉模量为295GPa,拉伸强度达7.05GPa,而其高强高模MSJ型抗拉模量达640GPa,抗拉强度为3.62GPa。
(3)应用范围从少数高科技领域、军事部门扩展到整个工业民用的各个部门。
目前,聚丙烯腈基碳纤维产量约占全球碳纤维总产量的90%,生产能力约为31565t/a,其中小丝束碳纤维约为23165t/a,占73.4%,大丝束碳纤维约为8400t/a,占26.6%(表1)。
由表1可见,日本东丽、东邦和三菱三家公司的高性能小丝束碳纤维生产能力合计为17500t/a,占世界高性能小丝束碳纤维总能力的75.5%,基本控制了世界高性能小丝束碳纤维的生产。
在聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产方面,世界总生产能力为8400t/a,福塔菲尔(Fort-afil)、卓尔泰克(Zohek)、阿尔迪拉(Aldila)、爱斯奇爱尔(SGL)等四家公司垄断了世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产。
其中福塔菲尔公司为3500t/a,占世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维总生产能力的41.7%,居世界的首位。
2.2国内我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维,历经近40年的漫长历程。
在此期间,由于国外把碳纤维生产技术列入禁运之列,严格控制封锁,制约了我国碳纤维工业的发展。
我国科技工作者发扬自力更生的精神,从无到有,逐步建成了碳纤维的工业雏型。
20世纪70年代初突破连续化工艺,1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN基碳纤维扩大试验生产线,生产能力为2t/a;20世纪80年代开展了高强型碳纤维的研究,于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。
我国主要研究单位有中科院山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等。
面对国外在技术、设备、品种和性能等方面激烈竞争、迅速发展的局面,我国碳纤维生产处于起步阶段,与国外相比有很大差距,无论产量、质量均不能满足市场发展需求。
目前国内小规模PAN基碳纤维生产企业和科研院所共十余家,最大生产企业为吉化公司,生产能力100t/a;现有装置生产总能力号称300t/a,实际年产量不足100t;且产品质量不稳定,达不到T300的水平。
目前制约我国碳纤维发展的首要原因是PAN原丝质量不过关,其它原因还有生产技术及设备等。
随着我国经济的快速发展,碳纤维需求与日俱增,虽然国际上一些公司T300级原丝和碳纤维产品对我国开始解冻,但碳纤维及其复合材料的生产是关系到国防建设的高科技技术,必须立足国内。
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,是我国碳纤维工业发展亟待解决的问题。
碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品。
近期国内有多家企业拟建或正在建设碳纤维生产装置,如安徽蚌埠灯芯绒集团与华源集团合作建设安徽华皖碳纤维有限公司一期500t/aPAN原丝和200t/a碳纤维工程,总投资超过2亿元,PAN原丝采用亚砜一步法,技术由国外引进,产品以12K 的T300级碳纤维为主导产品,并准备引进成熟的预浸料生产线。
华皖碳纤维公司二期建设规模将使碳纤维产量翻一番达到400t/a,下游产品亦列入规划。
目前该项目一期工程正在进行设备安装,将于2005年初建成投产。
此外,山东、浙江、广西等地也有拟建碳纤维生产线的计划。
3消费与需求状况3.1国外自从碳纤维工业化生产以来,世界各国都特别重视其应用开发。
随着价格不断降低,其应用范围从满足性能要求高的航空、航天领域逐步向文体和民用领域推广。
目前,碳纤维的市场需求在北美、欧洲、亚洲基本上呈鼎足之势。
按应用领域划分,世界聚丙烯腈基碳纤维主要用于宇航、文体休闲用品、其它工业等领域,其总体消费比例分别为25.2%、31.4%和43.4%,不同地区各有侧重。
由于碳纤维复合材料具有高比强度、设计性好、结构尺寸稳定性好、抗疲劳断裂性好和可大面积整体成型,以及特殊的电磁性能和吸波隐身的特点,目前已大量用于生产军用、民用飞机以及战略导弹和运载火箭上,需求量稳步增长。
文体用品方面,目前碳纤维材料已从钓鱼竿和高尔夫球棒推广到网球拍、羽毛球拍、高尔夫球杆、冰雪运动器材、水上运动器材等方面,需求量稳步、较快增长。
其中高尔夫球杆、网球拍和钓鱼竿是体育用品用碳纤维复合材料的三大支柱产品,约占该类产品的80%。
一般产业对碳纤维材料的应用发展比较迅速,包括基础设施的修复、更新和加固;新能源开发如沿海油气田、深海油田的钻井平台、管道和缆绳等,以及风力发电机的螺旋桨和风叶;汽车的刹车系统、转动轴、车身以及环保汽车用的压缩天然气气瓶;电子领域的应用主要有通信、广播、地球观测、空间探测以及各种飞行器的高精度天线。
一般产业的需求增长较快,将成为碳纤维新的主要应用领域。
碳纤维是一种性能优越的结构材料,具有极高的附加值,自商品化以来,应用范围已从最初的航空航天、军事部门逐渐向民用领域渗透,目前已扩展到整个工业民用的多种领域。
随着应用研究的不断深入,特别是在民用方面仍将继续拓宽应用领域,扩大使用量。
国外预测碳纤维除了在航空航天以及体育用品进一步应用外,近年内包括土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。
由此可见,当前世界碳纤维有如下发展趋势:产品性能趋向于高性能化;价格将大幅度降低;航天航空和文体用品领域用量稳定增加,民用工业用量增幅较大,已超过前两者。
特别是随着大丝束碳纤维的大规模生产,其价格将不断降低,民用工业用量将继续保持大幅度增加的趋势。
据分析,1996—2000年世界碳纤维的需求年均增长率约9%;而2001—2003年碳纤维的需求年均增长率超过12%。
预计今后10年世界碳纤维市场需求年均增长率约为6%。
3.2国内尽管我国碳纤维生产发展缓慢,但消费量却与日俱增,市场需求旺盛,主要集中在文体用品和航空航天方面,一般产业需求增长也比较迅速。