西格里与三菱丽阳合资公司成功投产宝马i3车型的碳纤维原丝
2018年碳纤维行业现状及发展前景分析报告
2018年碳纤维行业现状及发展前景分析报告正文目录1、碳纤维材料前景广阔,全球产能高度集中 (6)1.1、碳纤维应用领域广泛,全球需求增长态势良好 (6)1.2、碳纤维技术壁垒高,行业龙头优势显著、成本控制能力强 (17)2、日本企业后发先至,精准定位碳纤维市场 (21)2.1、东丽掌控碳纤维核心技术,引领行业持续发展 (22)2.2、帝人东邦布局全球生产基地,碳纤维材料业务盈利能力不断增长 (27)2.3、三菱丽阳兼备多种碳纤维材料生产能力,大力发展车用碳纤维复材372.4、西格里集团碳纤维产业链一体化布局, (45)3、发展高端制造业,国内未来碳纤维需求巨大 (51)3.1国内碳纤维的需求增长迅速,行业发展空间广阔 (51)3.2、国内外企业规模差距大,碳纤维近年获国家政策大力支持 (57)3.3、国内碳纤维行业步入快速发展期,竞争力持续增强 (58)4、主要公司分析 (59)5、风险提示 (60)图目录图1:全球碳纤维市场需求及预测 (6)图2:2016年全球碳纤维需求分布 (6)图3:2016 年碳纤维在全球航空航天领域细分应用占比 (7)图4:波音787“梦想客机”的碳纤维机身 (8)图5:国外商用飞机碳纤维复合材料应用占比 (8)图6:波音公司预测2014 -2033年全球新增客机数量 (9)图7:客机碳纤维渗透率预测 (9)图8:碳纤维复合材料在汽车零部件中的应用情况 (10)图9:全球汽车领域碳纤维需求量预测 (12)图10:风电机组正向着大型化发展 (12)图11:风电叶片的长度和材料经济性关系 (12)图12:碳纤维在风电叶片中的主要应用部位 (13)图13:风电新增装机容量预测 (14)图14:风电叶片碳纤维需求量预测 (14)图15:碳纤维高尔夫球杆 (15)图16:碳纤维自行车 (15)图17:2014-2016年各领域碳纤维价格变动趋势 (17)图18:2014-2016年全球碳纤维市场需求分布情况 (17)图19:碳纤维的制造工艺 (19)图20:全球小丝束碳纤维市场分布 (20)图21:全球大丝束碳纤维市场分布 (20)图22:碳纤维行业发展历史 (21)图23:东丽近年营业收入及毛利率 (23)图24:2016年东丽株式会社营业收入各业务板块占比 (24)图25:东丽株式会社PAN碳纤维生产工艺 (25)图26:聚丙烯腈预氧化化学式 (25)图27:东邦公司的全球化布局 (28)图28:帝人集团的全球设施分布 (28)图29:帝人集团业务领域概要 (29)图30:2016年帝人集团的分部门销售额 (29)图31:帝人集团2008至2016年营业收入统计 (31)图32:帝人集团2008至2016年营业利润及净利润统计 (31)图33:帝人集团2008-2016年营业毛利和净利率统计 (32)图34:帝人集团2012年至2016年细分领域组成 (32)图35:帝人集团计划联合美国通用发展CFPR材料 (34)图36:帝人2012年对碳纤维需求的预测 (34)图37:Sereebo 在汽车中的应用 (35)图38:利用PvP技术制造的CFPR材料 (35)图39:三菱化学(MCC)的全球布局 (38)图40:三菱化学控股业务全球分布 (39)图41:三菱化学控股2008-2015年营业收入统计 (40)图42:三菱化学控股2008-2016年营业利润、净利润 (40)图43:三菱化学控股2008-2016年营业毛利、净利率 (41)图44:三菱化学控股2013年-2016年细分领域 (41)图45:BMW AG采用碳纤维材料作为结构部件 (42)图46:GT-R碳纤维材料的后备箱盖 (42)图47:三菱化学控股集团对碳纤维在一般工业应用领域的需求预测 (43)图48:三菱化学控股集团的协同效应实例 (44)图49:碳纤维复合材料(CFRP)宝马i3/i8系列产品的全球化布局 (45)图50:SGL公司碳纤维材料到制品 (46)图51:2009至2017年SGL营收及增速统计 (47)图52:2017年SGL营收占比 (47)图53:2009至2017年SGL公司毛利润和净利润统计 (48)图54:2009至2017年SGL公司毛利率和净利率统计 (48)图55:2014至2017年SGL公司的营业收入与息税前利润及利率统计 (49)图56:2014至2017年SGL公司碳纤维和复材业务发展变化历程 (50)图57:2016年和2017年SGL碳纤维业务销售收入各领域占比 (50)图58:国产大飞机C919 (52)图59:近五年民航客运吞吐量及增长率 (53)图60:国内民航企业飞机总数 (53)图61:国内汽车年销量统计 (54)图62:汽车车身材料的发展趋势 (55)图63:2016年我国各类型风电机组新增装机容量市场份额 (56)表目录表1:各类车用材料对比 (10)表2:碳纤维在汽车上的应用实例 (11)表3:三种主要碳纤维对比 (18)表4:2015全球主要碳纤维生产企业产能情况 (21)表5:国外主要碳纤维生产企业 (22)表6:2016年全球碳纤维下游需求分布 (24)表7:东丽株式会社碳纤维品类及性能 (26)表8:东丽株式会社与我国部分碳纤维对比 (27)表9:帝人集团碳纤维主要产品 (30)表10:国五标准对机动车环保提出新要求 (54)表11:使用碳纤维材料汽车轻量化明显 (54)表12:节能与新能源汽车技术路线 (56)表13:近年国家出台支持碳纤维发展相关文件 (57)1、碳纤维材料前景广阔,全球产能高度集中1.1、碳纤维应用领域广泛,全球需求增长态势良好碳纤维是由有机纤维在1000℃以上裂解碳化形成的含碳量高于90%的无机纤维,碳纤维呈黑色,其质轻、强度高,同时具有易于成型、耐腐蚀、耐高温等多种优良性质,已经被广泛应用于军工、航空航天、体育用品、汽车工业等诸多领域。
全球PAN基碳纤维产业的现状及发展趋势
全球PAN基碳纤维产业的现状及发展趋势马祥林;任婷;段晓松;徐冰;刘贵【摘要】The latest developments of production capacity, market, basic research, cost reduction, recycle&reuse, and new raw material of PAN-based carbon fiber were introduced in this article. The authors hope it can provide some references for domestic carbon fiber industry.%本文介绍了国内外碳纤维的生产概况,以及碳纤维在基础研究、低成本化、规模化生产、回收再利用和生产原料开发等方面的最新进展,以为我国碳纤维行业在生产成本控制、节约资源、降低成本和CFRP回收利用等方面提供一些参考。
【期刊名称】《纺织导报》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】3页(P44-46)【关键词】聚丙烯腈;碳纤维;碳纤维复合材料;碳纤维回收再利用【作者】马祥林;任婷;段晓松;徐冰;刘贵【作者单位】河南永煤碳纤维有限公司;河南永煤碳纤维有限公司;河南永煤碳纤维有限公司;河南永煤碳纤维有限公司;河南永煤碳纤维有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.74碳纤维按照原丝成分,分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维等3类。
其中,沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维产量较小,聚丙烯腈基碳纤维因生产工艺相对简单、技术较成熟、产品的综合力学性能较好且成本较低而成为现阶段碳纤维行业的主流产品,约占全球碳纤维总产量的90%。
PAN基碳纤维是由PAN原丝在惰性气中经预氧化、中高温(200~1 600 ℃)炭化制得的纤维状化合物,其碳含量在90%以上。
该高性能纤维既具有低密度、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、热膨胀系数低等特性,沿纤维轴向又表现出很高强度、高模量等力学性能,因而被称为复合材料中最主要的增强材料。
装配单元的基本工作过程
装配单元的基本工作过程嘿,咱今儿就来讲讲装配单元的基本工作过程。
你说这装配单元啊,就好比是一个神奇的小世界,里面有着各种零件和工序在忙碌地运作着。
想象一下啊,一堆零散的零件就像一群无组织的小孩子,到处乱跑乱跳。
而装配单元呢,就是那个厉害的老师,把这些小家伙们一个个地召集起来,安排到合适的位置上。
首先呢,得有零件的供给吧。
这就像是给小孩子们准备好各种玩具和工具一样。
这些零件从四面八方汇聚过来,整整齐齐地排好队,等着被安排任务。
然后呢,就是把这些零件进行组合啦。
就好像搭积木一样,一块一块地往上垒。
这里拧拧螺丝,那里敲敲打打,慢慢地,一个初步的结构体就出现啦。
在这个过程中,可不能马虎呀!就跟你盖房子似的,要是哪块砖没放好,那房子不就歪了嘛。
装配也是一样,每个步骤都得精确到位,不然最后出来的东西可就不结实咯。
接着呀,还有各种检测环节呢。
这就好比给刚刚搭好的积木城堡检查检查,有没有哪里不牢固,有没有缺块少角的。
要是有问题,赶紧修正,可不能让有毛病的东西流出去呀。
等一切都没问题了,嘿,一个完整的装配成品就诞生啦!就像是小孩子们终于搭出了一个漂亮的城堡,那种成就感,别提多棒啦。
你说这装配单元的工作过程是不是很有趣呀?它可不只是简单的拼凑,这里面蕴含着无数工人的心血和智慧呢。
每一个细节都要把握好,每一个步骤都不能出错。
咱再想想啊,要是没有装配单元,那我们生活中的好多东西都没法出现呢。
那些复杂的机器、精巧的设备,不都是通过装配单元一点点打造出来的嘛。
所以说呀,可别小看了这装配单元的基本工作过程,它可是在默默地为我们的生活贡献着力量呢。
你看那汽车在马路上飞驰,那飞机在天空中翱翔,背后都离不开装配单元的功劳呀。
它就像是一个幕后英雄,虽然不显眼,但是却至关重要。
总之呢,装配单元的基本工作过程虽然看似普通,但实际上却有着非凡的意义。
它让那些零散的零件变成了有用的成品,为我们的生活带来了诸多便利。
咱可得好好感谢这个神奇的小世界呀!你说是不是呢?。
CHINAPLAS_2024:众多知名企业以创新解决方案为橡塑产品多领域应用打开新思路
6SPECIAL REPORT展示了应用于电动牙刷的抗菌刷丝。
外观美学的升级随着消费升级,人们对产品的关注不再局限于性能,开始倾向于选择满足自身审美和提供良好体验的家电,外观美学设计、视觉效果升级也成为家电产品创新的重要方向。
LG化学在展台现场展示了一款哑光ABS洗衣机外壳,与现代家居哑光设计趋势高度契合。
据该公司展台工作人员介绍,这种哑光ABS材质拥有独特的表面纹理,无需额外的工艺和成本就可以改变产品外观。
科思创带来的雅霸方案,在提高产品性能的同时也兼顾了美学设计的需求。
以现场展示的吹风机产品为例,出风口处内外部都应用了耐高温PC,实现了耐热性能和透明设计的完美融合。
同时,雅霸热塑材料还具有优异的高光泽表面,为客户带来更高的设计自由度以及丰富的加工范围。
科思创展台工作人员表示,这种材料主要采用注塑工艺加工,提供透明、半透明、不透明以及特种着色选择。
会通旗下的会特丽品牌通过对颜色设计、原料改性以及成型工艺的整合,研发出能够直接替代喷涂效果的材料,以满足客户对特殊颜色效果的需求,系列材料已经批量应用于家电行业。
会特丽钻石系列材料拥有明亮的珍珠光泽和闪钻效果,适用于模具结构复杂的外观件制品,可以应用于吹风机、电动牙刷、电热水壶、电熨斗等产品;会特丽自然纹理系列材料可以满足多样化订制,可模仿织绒、大理石纹理、石斑等天然效果,适用于PP、ABS等注塑级材料以及ASA、PMMA等挤出级材料,可应用于电热水壶、电动牙刷等产品。
CHINAPLAS 2024上的精彩不止这些,庞大的参展规模、先进的技术与材料方案、广泛的商机和交流,都给家电行业带来了更多启发。
供威立雅华菲:展示塑料回收创新技术与再生产品威立雅华菲隶属于全球最大的环境服务供应商法国威立雅环境集团,凭借威立雅全球塑料回收网络的支持,成为中国再生塑料行业的领先企业。
威立雅华菲致力于可持续发展和生态转型,提供各种高质量的再生塑料,包括再生PET、再生PP、再生HDPE和再生ABS,广泛应用于制造业、汽车、包装和家用纺织品等多个领域。
西格里集团携手宝马集团于美国华盛顿州兴建碳纤维工厂
参考文献
[] 轩立新,李勇,高树理.机载雷达罩技 术发展展望[ ] 1 c, 第十三届全 国复合材料学术会议论 文集,2 0 . 04
[] 杨】 c ,第
十七届玻璃钢 / 复合材料 学术年会论 文集, 0 8 20 .
( 选 用 高 强玻 璃布 / 2 ) 中温 改 性 环氧 预 浸料 做
十四届全 国复合材料 学术年会论文集, 0 6 20 .
出了符合 设计要 求 的天 线 罩。
西格里集 团携手 宝马集 团于美国华盛顿州兴建碳纤维 工厂
2 1 年4 0 0 月6日, 国西格 里集 团和宝马集 团在 西雅 图宣布 ,其合 资公 司一西格 里汽车碳纤维有限责任公 司,将 会在华盛顿 德 州 0M s s L k- 建 一座 先 进 的 碳 纤 维 制造 3厂 。初 期 阶段 将 会投 资 l亿 美 元 并 给 当地 创造 8 4新 的 工作 岗位 。  ̄ o e a e - / N , 2 . 0 新工厂 的成立是 西格里 集团和 宝马 战略部署 的重要一步 ,其计划将超轻型碳 纤维复合材料应用在未来汽车概念 ,并将之进 行 商业化生产。据 悉,M s a e o e L k 工厂制造 的碳纤维将仅供宝马集团M g c t车型的生产 。2 1# 2 S e a iy 0 - 月,宝马集团宣布这款 全 0
成轻 型碳 纤维织物 。然后 ,这 些碳 纤维织物会被运往 宝马集 团位 于德 国L n u 的工厂进行碳 纤维增 强塑料部件 的生产。而 a dh t s M g c t车型的组装 则由宝马集 团位于德 国莱比锡 的工厂 负责,宝马1 e a iy 系和 宝马x 系都是在这里制造 的。 1 西格里 集团和 宝马集团已经在碳纤维复合材料领域里合作 了多年,2 0 年1 月成立的这家合资公司整合 了两者的核心竞争 09 0
西格里集团和三星建立碳纤维复合材料合资公司
从 中期看 , 该合资企业将致力于在亚洲其他地区扩 结 合 在 其 营 销 和 销 售 合 资 公 司 中 自身 的核 心 竞 争 力 。西 格 里 集 团 贡 献 其 高 性 能 碳
纤维 基材 料诀 窍 。
的股份。合作的主要 目的是采用碳 复合 材料为三
星和 韩 国市 场 开 发 新 的工 业 和 电 子 应 用 。该 合 资
东丽公 司计划建 商业规模 装置生产生物基 P B T
东丽 公 司于 2 0 1 3年 4月 2 5 日表 示 , 它 已经 成 功地 采 用 可 再 生 化 学 品 公 司 G e n o m a t i c a公 司生 产
超过 2 0 % 。 目前 韩 国市 场 的重 点 是 预浸 料 和嬉 戏
得应用 , 如消费 电子、 医疗设 备和工程应 用。来 自 西格 里 集 团 碳 纤 维 材 料 将 被 合 资 企 业 优 先 考 虑 。
商品。但在未来 , 市 场将扩大到更广 泛的行业 , 如
风力 发 电 、 电子 、 汽 车及 其他 。
提 高一倍 , 产 品的堆积 密度 最 高可提 高 3 1 %。
石 化 院大 庆 化 工研 究 中心 的科 研 人 员 创 新 性
均一 , 细粉含 量少 , 共 聚、 氢调性 能优异等特点 , 催 化 剂制备 技术 居 国 内领 先水平 。
2 0 1 3年 , P G E一2 0 1催 化 剂 可 在 大 庆 石 化 公 司 L L D P E装置 全 面替代 原 装 置催 化 剂 , 并 在 吉林 石 化 公 司进行 初 步推 广 , 进 而在 中石 油 内部 同类 装 置 进
全部合格 。在冷凝态操作条件下 , 催化剂的活性 在
6 0 0 0—8 0 0 0克 聚 乙 烯/ 克催 化 剂 可 调 , 产 品堆 积 密
新形势下我国碳纤维产业发展探讨
综述与专论合成纤维工业ꎬ2019ꎬ42(5):58CHINA㊀SYNTHETIC㊀FIBER㊀INDUSTRY㊀㊀收稿日期:2019 ̄02 ̄15ꎻ修改稿收到日期:2019 ̄07 ̄12ꎮ作者简介:高奇(1973 )ꎬ男ꎬ高级经济师ꎬ从事企业党建和政策研究等工作ꎮE ̄mail:gaoq.blsh@sinopec.comꎮ新形势下我国碳纤维产业发展探讨高㊀奇(中国石化集团资产经营管理有限公司巴陵石化分公司ꎬ湖南岳阳414014)摘㊀要:探讨了碳纤维的生产供需㊁下游应用状况ꎬ以及碳纤维及其复合材料技术研究进展㊁我国碳纤维产业发展面临的问题ꎮ2018年我国碳纤维理论生产能力26.1kt/aꎬ产量9.0ktꎬ开工率34%ꎬ进口量(包含预浸料等)22.0ktꎬ表观消费量31.0ktꎮ国内碳纤维复合材料主要应用于休闲体育领域ꎬ占比为52%ꎬ而在航空航天㊁交通运输领域应用占比则较低ꎮ当前ꎬ碳纤维及其复合材料技术研究主要围绕降低碳纤维生产成本ꎬ提高碳纤维本身性能ꎻ改善树脂体系的韧性ꎬ提高树脂体系与碳纤维复合的界面相容性ꎻ开拓复合材料成型新工艺ꎬ提升应用水平ꎮ与世界先进水平相比ꎬ我国在碳纤维产业化工艺与装备ꎻ碳纤维复合材料设计㊁制造㊁评价能力ꎻ基础研究与产业配套方面均严重落后ꎮ建议政府层面加强引导㊁政策扶持力度ꎬ规范碳纤维行业发展ꎻ企业层面加大产㊁学㊁研协同ꎬ加快碳纤维及其复合材料全产业链关键技术攻关ꎬ提升产业化发展水平ꎻ行业组织层面加强组织协调ꎬ搭建公共服务平台ꎬ推动碳纤维及复合材料良好的产业生态建设ꎮ关键词:碳纤维㊀碳纤维复合材料㊀生产㊀供需㊀应用㊀研究进展㊀发展建议中图分类号:TQ342+.74㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1001 ̄0042(2019)05 ̄0058 ̄06㊀㊀碳纤维是一种含碳量在95%以上的新型材料ꎬ既具有碳材料质轻㊁耐高温㊁耐腐蚀㊁耐疲劳㊁抗蠕变㊁高强度㊁高模量等固有本质特性ꎬ又兼备纺织纤维的柔软可加工性ꎬ广泛应用于航空航天㊁交通运输㊁体育休闲等领域[1]ꎮ碳纤维产业链核心环节很多ꎬ包括上游原丝生产㊁中游碳化环节㊁下游复合材料及其应用等ꎮ经过五十多年的研发和突破ꎬ我国碳纤维产业已取得一系列重大成果ꎬ初步形成了产业化碳纤维的研发和生产平台ꎬ逐步打破了国外技术封锁和市场垄断局面[2]ꎮ但碳纤维产业化过程仍存在一些 卡脖子 问题亟待解决ꎮ在当前逆全球化思潮抬头的新形势下ꎬ加快碳纤维产业的发展ꎬ不仅可以推动石油化工㊁纤维纺织等传统行业的技术进步和转型升级ꎬ而且对于保障国家重大工程以及国防科工的发展有着重要战略意义ꎮ作者探讨了国内外碳纤维的生产供需㊁下游应用状况ꎬ以及碳纤维及其复合材料技术研究进展㊁我国碳纤维产业发展面临的问题ꎬ并提出了发展建议ꎮ1㊀碳纤维生产供需状况从企业角度来看ꎬ全球碳纤维企业大致可分为三个梯队:一梯队为兼具规模和技术优势的企业ꎬ日本东丽株式会社㊁日本东邦会社等为典型代表ꎻ二梯队是在特定领域具备较强竞争力的企业ꎬ如德国西格里集团在汽车领域竞争力较强ꎻ三梯队则是具备成本优势的企业ꎬ如中国台湾台塑工业股份有限公司㊁土耳其阿克萨公司㊁韩国晓星集团等ꎮ2018年全球碳纤维主要生产企业见表1ꎮ表1㊀2018年全球碳纤维主要生产企业Tab.1㊀Globalcarbonfibermajorproducersin2018国家和地区企业名称生产能力/(kt a-1)日本日本东丽株式会社27.1日本三菱丽阳株式会社14.3日本东邦会社12.6欧洲德国西格里集团15.0土耳其阿克萨公司3.5俄罗斯UMATEX集团2.0美国美国赫氏公司10.0美国氰特公司7.0美国卓尔泰克公司(被东丽收购)20.0韩国韩国晓星集团2.5中国台湾台湾台塑工业股份有限公司8.8中国中复神鹰碳纤维有限公司6.0江苏恒神股份有限公司4.65精功集团有限公司3.6光威复合材料股份有限公司3.1中安信科技有限公司1.8兰州蓝星纤维有限公司1.8其他5.15其他3.0合计154.8㊀㊀2018年全球碳纤维理论生产能力154.8kt/aꎮ其中ꎬ日本东丽株式会社㊁德国西格里集团㊁美国卓尔泰克公司(已被东丽收购)㊁日本三菱丽阳株式会社㊁日本东邦会社5家企业合计生产能力89kt/aꎬ占全球总产能的57%ꎮ日本东丽株式会社是全球碳纤维生产第一大公司ꎬ生产能力达到27.1kt/a(不含美国卓尔泰克公司产能)ꎮ㊀㊀我国碳纤维生产企业有近30家ꎬ2018年理论生产能力26.1kt/aꎬ见表2ꎮ其中ꎬ产能千吨以上的企业有7家ꎬ分别是中复神鹰碳纤维有限公司㊁江苏恒神股份有限公司㊁精功集团有限公司㊁光威复合材料股份有限公司㊁中安信科技有限公司㊁兰州蓝星纤维有限公司㊁山西钢科碳材料有限公司ꎬ合计生产能力22.05kt/aꎬ约占国内总产能的84%ꎮ表2㊀2018年我国碳纤维主要生产企业Tab.2㊀Chinacarbonfibermajorproducersin2018企业名称㊀㊀生产能力/(kt a-1)中复神鹰碳纤维有限公司6.00江苏恒神股份有限公司4.65精功集团有限公司3.50光威复合材料股份有限公司3.10中安信科技有限公司1.80兰州蓝星纤维有限公司1.80山西钢科碳材料有限公司1.20中国石油吉林石化公司0.60吉林方大江城碳纤维有限公司0.55中国石化上海石化分公司0.50河南永煤碳纤维有限公司0.50其他1.90合计26.10㊀㊀2018年国内碳纤维产量约9.0ktꎬ开工率约为34%ꎬ低于全球60%的开工率ꎬ主要原因一是优秀企业老生产线因经济效益较低而停产ꎬ二是有些企业的生产线水平较低ꎬ不能长期稳定运行ꎻ纯碳纤维进口3.48ktꎬ同比增长13%ꎬ但进口若包括碳纤维预浸料㊁碳纤维布等ꎬ则进口量为22ktꎬ同比增长36.8%ꎮ这说明我国碳纤维下游消费以进口预浸料加工为主ꎮ表3㊀2014―2018年国内碳纤维供需情况Tab.3㊀Chinacarbonfibersupplyanddemandsituationover2014-2018年份产量/kt进口量/kt进口量(包含预浸料)/kt表观消费量/kt2014年2.01.66512.814.82015年2.51.76614.416.92016年3.62.78116.019.62017年7.43.07516.123.52018年9.03.47722.031.0㊀㊀基于近年来碳纤维需求旺盛ꎬ碳纤维正处于从 贵族材料 向 平民化材料 转变ꎬ价格逐年降低等原因ꎬ预计2019―2025年ꎬ我国碳纤维消费需求年均增速将保持在15%以上ꎮ2㊀碳纤维下游应用状况碳纤维一般不单独使用ꎬ而是和树脂㊁金属㊁陶瓷等制成复合材料满足下游应用ꎬ其中ꎬ树脂基碳纤维复合材料使用量最大ꎬ占碳纤维复合材料市场份额的90%以上[3]ꎮ环氧树脂㊁乙烯基酯树脂㊁酚醛树脂㊁不饱和聚酯树脂等热固性树脂ꎬ以及聚丙烯㊁聚酰胺㊁聚四氟乙烯等热塑料性树脂均可用于制备树脂基碳纤维复合材料ꎮ从全球碳纤维复合材料下游应用来看ꎬ航空航天㊁体育休闲和工业应用是碳纤维复合材料应用的3个主要领域ꎬ但与全球碳纤维复合材料应用不同的是ꎬ国内碳纤维复合材料主要应用于休闲体育领域ꎬ占比为52%ꎬ而在航空航天㊁交通运输领域应用占比则较低ꎮ碳纤维生产技术和装备水平低ꎬ产业化生产工艺不成熟是导致国内碳纤维应用领域集中在低端市场的主要原因ꎮ表4㊀国内碳纤维复合材料下游应用领域Tab.4㊀Down ̄streamapplicationfieldofChinacarbonfibercomposite应用领域应用实例所占比例ꎬ%体育休闲㊀高尔夫球棒㊁羽毛球拍㊁钓鱼竿㊁自行车52工业应用能源㊀风电叶片16土木建筑㊀桥梁增强㊁建筑材料6压力容器㊀医用氧气瓶㊁压缩天然气瓶6交通运输㊀汽车㊁船舶3电子电气㊀笔记本㊁电视机㊁LED显示屏2电力电缆㊀电缆芯2机械㊀管㊁集装箱3其他㊀钻井平台㊁医疗器械3航空航天㊀飞机㊁卫星3其他4㊀㊀未来ꎬ我国航空航天㊁新能源汽车领域对碳纤维复合材料需求巨大ꎬ不管是国产大型客机C919ꎬ还是插电式混合动力汽车等都对碳纤维复合材料有很大需求ꎬ但碳纤维复合材料的高端产能目前在国内仍属空白ꎬ碳纤维发展的瓶颈亟待攻克ꎮ3㊀碳纤维及其复合材料技术研究进展碳纤维及其复合材料性能的提高ꎬ生产成本95第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀高㊀奇.新形势下我国碳纤维产业发展探讨的降低ꎬ既与碳纤维本身有关ꎬ也与树脂体系以及其复合材料成型工艺有关ꎬ是一项非常系统的工程ꎮ当前研究主要围绕以下几方面展开:(1)降低碳纤维生产成本ꎬ提高碳纤维本身性能ꎮ碳纤维的制备包括前驱体制备㊁预氧化㊁碳化及表面处理等工艺过程ꎮ其中ꎬ前驱体的制备占碳纤维生产成本的50%以上[4]ꎮ因此ꎬ开发低成本㊁高性能的前驱体被认为是降低碳纤维生产成本的最有效途径之一ꎮ目前已实现工业化的碳纤维前驱体主要为粘胶基㊁沥青基和聚丙烯腈(PAN)基ꎬ粘胶基前驱体最早用于制备碳纤维原丝ꎬ但粘胶纤维的实际碳收率较低ꎬ在30%以下ꎻ各向同性沥青基前驱体原料廉价㊁碳收率在80%以上ꎬ生产工艺简单ꎬ生产成本较低ꎬ但其力学性能较低ꎻ中间相沥青前驱体由于对沥青纯度有极其苛刻的要求ꎬ必须进行纯化处理ꎬ因而成本较高ꎻPAN基前驱体碳收率比粘胶基前驱体高ꎬ生产流程㊁溶剂回收㊁三废处理也较简单ꎬ但原料价格仍然较高ꎮ为开拓廉价质优的前驱体替代材料ꎬ众多研究者展开了大量研究ꎬ如以聚烯烃[5]㊁木质素[6]㊁芳香族聚合物[7]㊁生物质[8-10]等为原料的碳纤维前驱体ꎬ但这些前驱体仍然存在碳收率低或者生产成本高㊁力学性能差等问题ꎮ值得关注的是ꎬYangJ等[11-12]以廉价的无灰煤作为前躯体ꎬ通过低温溶剂分离和薄层蒸发法调控其相对分子质量分布和氧含量ꎬ制备了各向同性沥青ꎬ该沥青碳化所制备的碳纤维拉伸强度达到1100MPaꎬ具有巨大的市场潜能ꎮ碳纤维难以兼顾强度和弹性模量ꎬ这成为开发的焦点之一ꎮ碳纤维石墨化采用超高温度使碳纤维内部由乱层石墨片层结构形成规整的三维石墨晶体结构ꎬ是制备高模量或高强高模碳纤维的关键工艺ꎬ其技术的核心在于石墨化装置对碳纤维进行超高温热处理的高效性及石墨化工艺对纤维结构择优演变的有效控制[13]ꎮ国内外研究者对碳纤维石墨化设备进行了广泛研究ꎬ研制了不同加热方式的石墨化炉ꎬ如塔姆式电阻炉[14]㊁感应炉[15]㊁射频炉[16]㊁等离子炉[17]等ꎮ其中ꎬ塔姆式电阻炉㊁射频炉均已产业化ꎬ国内外普遍应用(日本东丽株式会社采用射频炉制备高强高模碳纤维)ꎮ但这几种石墨化炉均采用间接加热技术ꎬ存在热效率低㊁能耗高㊁石墨化炉寿命短㊁热处理温度受限的缺点ꎬ影响了碳纤维石墨化过程中结构的择优演变ꎮ针对间接加热技术的缺点ꎬ激光隧道炉[18-19]㊁连续石墨化炉[20]等直接加热技术石墨化炉被研制ꎮ这类石墨化炉克服高温限制且高效高质量㊁节能环保是未来的发展趋势ꎮ在石墨化工艺方面ꎬ国内外研学者也进行了大量研究ꎬ发现温度场的分布对碳纤维结构的择优演变十分重要[21]ꎻ控制热处理时间可以在保证石墨纤维质量的前提下有效降低能源消耗[22]ꎻ施加一定的牵伸力可以改善碳纤维的微观结构ꎬ提高拉伸强度和模量[23]ꎻ硼原子催化剂对碳纤维石墨化过程有很强的促进作用ꎬ可降低纤维热膨胀系数ꎬ提高其抗氧化性能[24-25]ꎮ(2)改善树脂体系的韧性ꎬ提高树脂体系与碳纤维复合的界面相容性ꎮ碳纤维复合材料具有各向异性的结构特点ꎬ在垂直纤维方向的性能较差ꎬ而增加树脂体系的韧性可提高复合材料的横向拉伸强度ꎬ从而提高复合材料抗损伤性能及应力水平ꎮ目前研究较多的树脂体系增韧技术有橡胶弹性体增韧㊁热致性液晶高分子增韧㊁热塑性树脂增韧㊁超支化聚合物(HBP)增韧和纳米粒子增韧等[26-29]ꎮ然而ꎬ应用橡胶弹性体或热塑性树脂虽可实现环氧树脂增韧ꎬ但同时牺牲了体系的模量㊁耐热性能㊁拉伸性能等ꎻ用热致液晶高分子改性树脂ꎬ韧性提高的同时ꎬ力学性能和耐热性虽没有大的损失ꎬ但原料价格较贵ꎬ树脂很难与它很好相容ꎬ且加工成型难度较大ꎻ纳米粒子具有较高的表面能和特殊的尺寸效应ꎬ增韧效果显著ꎬ但纳米颗粒分散性不好ꎬ极易团聚ꎮ在增韧的同时降低对材料其他性能的负面影响㊁降低成本㊁协同增韧是未来树脂体系增韧的发展方向ꎮ碳纤维与树脂体系间的界面相容性是充分发挥碳纤维力学性能优势ꎬ制备高性能复合材料的核心问题ꎮ目前ꎬ改善树脂体系与碳纤维复合的界面相容性的研究主要从两方面着手:一是对碳纤维进行表面改性ꎮ由于碳纤维极性低ꎬ不利于树脂的粘附ꎬ所以需对碳纤维进行表面氧化改性ꎬ以增加其表面的羟基㊁醛基㊁羧基的数量ꎬ提高极性以便于和树脂粘附[30-34]ꎮ但改性在提高碳纤维表面性能的同时ꎬ会以损失纤维自身的性能作为代价ꎻ二是通过更改树脂与固化剂的配方ꎬ提高树脂体系固化后的极性ꎬ或者令其更容易与碳纤维表面基团反应ꎮ也有相关研究通过在树脂中加入富勒烯㊁碳纳米管等增加其与碳纤维的相容性㊁致密程度等以提高性能ꎮ(3)开拓复合材料成型新工艺ꎬ提升应用水06㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年第42卷平ꎮ成型工艺是实现原材料由半成品到成品的加工手段ꎮ原材料的特性和成品的预期性能决定了成型工艺的类型ꎮ目前ꎬ碳纤维复合材料的成型工艺主要有缠绕成型㊁高温模压成型㊁真空热压罐成型㊁液态成型㊁挤压成型等ꎮ其中ꎬ除缠绕成型工艺(即将浸有树脂的纤维束按一定规律缠绕在一个旋转的芯模上ꎬ然后固化㊁脱模成为复合材料制品ꎬ主要用于制造筒形或球形碳纤维制品等)可以直接使用碳纤维外ꎬ其余工艺均需先将碳纤维制成中间材料ꎬ再与树脂复合成制品ꎮ几种常见的中间材料有碳纤维布㊁预浸料㊁片状模压料(SMC)和短纤ꎬ其中预浸料是最主流的中间材料ꎬ约占树脂基碳纤维消费总量的55%ꎮ碳纤维布一般采用树脂传递模塑(RTM)成型ꎻ预浸料采用高温模压成型㊁真空热压罐成型等ꎻSMC主要采用与非饱和聚酯树脂等模压成型ꎻ而短纤或长纤适合用与热塑性树脂挤压成型ꎮ除了上述几种工艺外ꎬ近年真空导入㊁3iTech感应加热等成型工艺发展迅速ꎮ真空导入成型工艺是一种大尺寸复合材料制件的液体模塑成型技术ꎬ是目前大型风电叶片制造所普遍采取的一种成型工艺[35]ꎬ即通过真空产生的压力把树脂通过预铺的管路压入铺设好的纤维层中ꎬ让树脂浸润增强材料ꎬ最后充满整个模具ꎬ固化成制品的过程ꎮ3iTech感应加热成型是一种将感应器集成在模具中的新型感应加热工艺ꎬ可以在20~400ħ的温度下加工碳纤维材料ꎬ利用热传导的原理通过温度感应器来加热模具表面ꎬ可用于批量化制备小型零部件ꎮ4㊀我国碳纤维产业发展面临的问题我国碳纤维复合材料起步于20世纪60年代ꎬ但发展较为缓慢ꎬ与世界先进水平相比ꎬ我国在碳纤维产业化工艺与装备ꎻ碳纤维复合材料设计㊁制造㊁评价能力ꎻ基础研究与产业配套方面均严重落后[36]ꎮ(1)碳纤维产业化工艺与装备核心技术仍未本质突破经过10余年的探索ꎬ虽然我国碳纤维产业化已初具规模ꎬ初步实现了国产T300级和T700级碳纤维规模化生产ꎬT800级㊁M40J级碳纤维的工程化生产ꎬ但产业化工艺与装置核心技术仍未本质突破ꎮ主要表现在:原丝水平落后ꎬ绝大多数碳纤维企业采用的是二甲基亚砜原丝技术ꎬ质量尚未过关ꎬ其他原丝技术发展相对滞后ꎻ碳纤维性能不高㊁产品稳定性差ꎬ产能利用率不到30%ꎬ且仅能应用于体育休闲等低端领域ꎬ航空航天等高端领域则应用较少ꎻ碳纤维设备生产技术几乎被国外垄断ꎬ且严格限制对我国出口ꎬ如碳化炉㊁石墨化炉等关键设备研发滞后ꎮ(2)碳纤维复合材料设计㊁制造㊁评价能力薄弱碳纤维复合材料设计㊁制造㊁评价是碳纤维应用的基础ꎬ制约着碳纤维产业的发展ꎮ目前ꎬ国内碳纤维复合材料的设计㊁制造㊁评价水平较为薄弱ꎬ主要表现在:未真正掌握复合材料连接㊁疲劳耐久性㊁损伤容限㊁稳定性等具体设计技术和要领ꎻ设计的规范㊁手册ꎬ以及设计分析软件等缺乏ꎻ成型工艺㊁模具技术㊁无损检测㊁制造设备等制造技术发展落后ꎬ如日本㊁德国㊁美国等少数发达国家已掌握70~75g/m2标准的碳纤维预浸料生产技术ꎬ而我国还不能生产低于80g/m2的碳纤维预浸料ꎬ高端碳纤维预浸料主要依靠进口ꎻ碳纤维复合材料设备完全由美国公司垄断ꎬ如自动铺丝机㊁层合固化装备等ꎮ整体上ꎬ我国碳纤维复合材料设计㊁制造㊁评价尚处于起步阶段ꎮ(3)基础研究与产业配套不到位与国外相比ꎬ国内碳纤维及其复合材料的许多基础理论和工程实际问题未获解决ꎬ基础理论方面如分子㊁原子水平上的碳纤维结构演变ꎬ复合材料的加工损伤形成机制等ꎻ工程实践方面如PAN的工程控制㊁复合材料许应值与结构设计许应值的确定原则㊁复合材料大面积整体成型等基础科学问题尚未探明ꎮ除了碳纤维自身原因外ꎬ国内相关配套产业不到位也严重制约了碳纤维产业发展ꎬ表现在:由于原料PAN原液杂质含量较高ꎬ导致碳纤维在生产过程中易产生毛丝缠结ꎬ甚至发生断丝ꎬ造成碳纤维性能不稳定ꎬ离散系数较大ꎻ环氧树脂等热固性树脂基体韧性较差ꎬ造成碳纤维复合材料较低的抗冲击损伤能力ꎬ特别是在制造或使用中遭受意外冲击时ꎬ其内部易出现不易观测到的分层损伤等ꎮ5㊀发展建议碳纤维及复合材料作为一种国民经济和国防建设不可或缺的战略性新材料ꎬ其核心技术要不来㊁买不来㊁讨不来ꎬ尤其是在当前发达国家对中国日益趋严的出口管制形势下ꎬ依托政府㊁企业㊁16第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀高㊀奇.新形势下我国碳纤维产业发展探讨行业组织的力量ꎬ将政府与产业界㊁顶层设计与企业实践紧密结合起来ꎬ大力加强自主创新ꎬ整合各方面资源ꎬ才能把创新主动权㊁发展主动权牢牢掌握在自己手中ꎮ(1)政府层面ꎬ应加强引导㊁政策扶持力度ꎬ规范碳纤维行业发展ꎮ一是制定碳纤维行业准入标准ꎬ如产能㊁能耗㊁物耗㊁环保㊁安全等规范要求ꎬ防止低水平重复建设ꎮ二是积极推动企业间跨行业㊁跨区域联合重组ꎬ促进碳纤维上下游产业集约㊁协调发展ꎬ实现资源优化配置ꎬ提高产业链的竞争优势ꎮ三是组织制定和完善碳纤维及其复合材料的产品标准㊁测试方式标准和工程应用设计规范ꎮ(2)企业层面ꎬ应加大产㊁学㊁研协同ꎬ加快碳纤维上下游全产业链关键技术攻关ꎬ提升产业化发展水平ꎮ一是优化工程实验和工程化条件ꎬ解决碳纤维性能不高ꎬ生产不稳定的问题ꎻ二是提高碳化炉㊁石墨化炉㊁恒张力收丝装置等大型关键设备自主化水平ꎻ三是加快预浸料㊁树脂体系的配套研究ꎬ实现碳纤维复合材料低成本㊁高质量发展ꎮ(3)行业组织层面ꎬ应加强组织协调ꎬ调动行业组织成员积好性ꎬ搭建行业内专家技术服务㊁科技成果转化㊁技术引进合作和人员培训等公共服务平台ꎬ如第三方公共检测评价平台㊁复合材料共享数据库平台等ꎬ促进产业链信息与技术交流共享ꎬ推动碳纤维及复合材料良好的产业生态建设ꎮ6 结语我国碳纤维产业经多年努力ꎬ已初步形成碳纤维生产㊁碳纤维复合材料成型㊁下游应用等完整产业链ꎬ基本满足体育休闲等民用领域的应用需求ꎮ但是高性能碳纤维及复合材料在高品质㊁高效率与低成本技术ꎬ产品设计与应用技术等方面相比国外还有较大差距ꎬ在国防军工㊁航空航天㊁汽车㊁轨道交通等领域ꎬ尚未形成成熟完善的整体应用技术方案和产业配套体系ꎬ碳纤维及复合材料的规模化应用仍任重道远ꎮ参㊀考㊀文㊀献[1]㊀齐颖.碳纤维及其复合材料发展现状[J].新材料产业ꎬ2017(12):2-6.[2]㊀中华人民共和国工业和信息化部.加快推进碳纤维行业发展行动计划[Z].2013-10-22.[3]㊀沈协人ꎬ朱本松ꎬ赵家森.我国碳纤维生产现状及对策探讨[J].产业用纺织品ꎬ1990(4):1-5.[4]㊀BAKERDAꎬRIALSTG.Recentadvancesinlow ̄costcarbonfibermanufacturefromlignin[J].JournalofAppliedPolymerScienceꎬ2013ꎬ130(2):713-728.[5]㊀WARRENCDꎬPAULAUSKAFLꎬEBERLECCꎬetal.LowercostcarbonfiberPrecursors[C].Proceedingsofthe17thAnnu ̄alInternationalConferenceonComposites/NanoEngineering.HawaiiꎬUSAꎬ2009.[6]㊀COMPEREALꎬGRIFFITHWLꎬJRLEITTENCFꎬetal.Lowcostcarbonfiberfromrenewableresources[J].OfficeofScientific&TechnicalInformationTechnicalReportsꎬ2001:576-8424.[7]㊀PRAUCHNERMJꎬPASSVMDꎬOTANICꎬetal.Eucalyptustarpitchpretreatmentforcarbonmaterialsprocessing[J].Jour ̄nalofAppliedPolymerScienceꎬ2004ꎬ91(3):1604-1611. [8]㊀PRAUCHNERMJꎬPASSVMDꎬOTANISꎬetal.Biopitch ̄basedgeneralpurposecarbonfibers:Processingandproperties[J].Carbonꎬ2005ꎬ43(3):591-597.[9]㊀QIAOWMꎬHUDAMꎬSONGYꎬetal.Carbonfibersandfilmsbasedonbiomassresins[J].EnergyandFuelsꎬ2005ꎬ19(6):2576-2582.[10]MAXJꎬZHAOGJ.Preparationofcarbonfibersfromliquefiedwood[J].WoodScienceandTechnologyꎬ2010ꎬ44(1):3-11. [11]YANGJꎬNAKABAYASHIKꎬMIYAWAKIJꎬetal.Preparationofisotropicpitch ̄basedcarbonfiberusingHyper ̄coalthroughco ̄carbonationwithethylenebottomoil[J].JournalofIndustri ̄alandEngineeringChemistryꎬ2016ꎬ34:397-404. [12]YANGJꎬNAKABAYASHIKꎬMIYAWAKIJꎬetal.PreparationofpitchbasedcarbonfibersusingHyper ̄coalasarawmaterial[J].Carbonꎬ2016ꎬ106:28-36.[13]张政和ꎬ杨卫民ꎬ谭晶ꎬ等.碳纤维石墨化技术研究进展[J].化工进展ꎬ2019ꎬ38(3):1434-1442.[14]贺福.碳纤维及石墨纤维[M].北京:化学工业出版社ꎬ2010:7-14.[15]张蓬洲.高频加热装置连续化制备石墨纤维的研究[J].新型炭材料ꎬ2002ꎬ17(3):52-55.[16]MICHAELJR.Graphitizationprocess:US3656904[P].1972-04-18.[17]王浩静ꎬ刘颖ꎬ周立公ꎬ等.一种生产石墨化碳纤维的方法及其专用装置:CN117002020C[P].2003-02-06. [18]谭晶ꎬ杨卫民ꎬ黎三洋ꎬ等.激光隧道炉炭纤维超高温石墨化处理方法[J].炭素技术ꎬ2016ꎬ35(6):47-50. [19]杨卫民ꎬ姚良博ꎬ丁玉梅.光隧道炉光束微积分聚焦方法及装置:CN2014105451017[P].2015-04-01.[20]松回至康.碳纤维连续石墨化炉:CN106458595A[P].2017-02-22.[21]张永刚ꎬ钱鑫ꎬ王雪飞.低温石墨化对碳纤维性能的影响[J].高科技纤维与应用ꎬ2016ꎬ41(2):28-31.[22]王字ꎬ张博文ꎬ徐樑华.PAN基碳纤维高温环境下成分结构的温度场效应[J].化工新型材料ꎬ2015ꎬ43(10):101-103.[23]韩赞.PAN基高强高模碳纤维的制备与表征[D].北京.北26㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年第42卷京化工大学ꎬ2011.[24]GREENEMLꎬSCHWARTZRWꎬTRELEAVENJW.Shortresidencetimegraphitizationofmesophasepitch ̄basedcarbonfibers[J].Carbonꎬ2002ꎬ40(8):1217-1226.[25]XUSHꎬZHANGFYꎬLIUSHꎬetal.CatalyticgraphitizaionofMo ̄B ̄dopedpolyacrylonitrile(PAN) ̄basedcarbonfibers[J].JoumalofCentralSouthUniversityofTechnologyꎬ2010ꎬ17(4):703-707.[26]OZTURKAꎬKAYNAKCꎬTINCERT.Effectsofliquidrubbermodificationonthebehaviourofepoxyresin[J].EuropeanPolymerJournalꎬ2001ꎬ37(12):2353-2363.[27]蒋玉梅ꎬ陆绍荣ꎬ龚永洋.联苯型液晶聚氨酯增韧改性环氧树脂的制备与性能[J].高分子材料科学与工程ꎬ2009ꎬ25(9):150-153.[28]MIMURAKꎬITOHꎬFUJIOKAH.ImprovementofthermalandmechanicalpropertiesbycontrolofmorphologiesinPES ̄modifiedepoxyresins[J].Polymerꎬ2000ꎬ41(12):4451-4459.[29]罗凯ꎬ苏琳ꎬ刘俊华ꎬ等.超支化聚酯增韧改性环氧树脂[J].热固性树脂ꎬ2005ꎬ20(1):5-8.[30]PARKJMꎬWANGZJꎬKWONDJꎬetal.Optimumdisper ̄sionconditionsandinterfacialmodificationofcarbonfiberandCNT ̄phenoliccompositesbyatmosphericpressureplasmatreat ̄ment[J].CompositesPartB:Engineeringꎬ2012ꎬ43(5):2272-2278.[31]NAKAMURAKꎬSATOYꎬTAKASET.Analysisofoxidationbehaviorofvapor ̄growncarbonfiber(VGCF)underdryair[J].MaterialsLettersꎬ2016ꎬ180(10):302-304.[32]PAMULAEꎬROUXHETPG.Bulkandsurfacechemicalfunc ̄tionalitiesoftypeIIIPAN ̄basedcarbonfibres[J].Carbonꎬ2003ꎬ41(10):1905-1915.[33]GAOBꎬZHANGRꎬHEMꎬetal.Effectofamultiscalerein ̄forcementbycarbonfibersurfacetreatmentwithgrapheneox ̄ide/carbonnanotubesonthemechanicalpropertiesofrein ̄forcedcarbon/carboncomposites[J].CompositesPartA:Ap ̄pliedScience&Manufacturingꎬ2016ꎬ90(11):433-440.[34]WANGCꎬLIJꎬSUNSꎬetal.Electrophoreticdepositionofgraphemeoxideoncontinuouscarbonfibersforreinforcementofbothtensileandinterfacialstrength[J].CompositesScience&Technologyꎬ2016ꎬ135(10):46-53.[35]郝志勇.真空导入工艺在风电叶片领域的应用与研究[J].天津科技ꎬ2011ꎬ38(3):28-30.[36]戎光道.我国碳纤维产业发展现状及建议[J].合成纤维工业ꎬ2013ꎬ36(2):41-45.DiscussionondevelopmentofChinacarbonfiberindustryundernewsituationGAOQi(BalingPetrochemicalCompanyꎬSINOPECAssetsManagementCorporationꎬYueyang414014)Abstract:Theproductionꎬsupplyanddemandanddownstreamapplicationofcarbonfiberswerediscussedꎬaswerethere ̄searchprogressofcarbonfibersandtheircompositestechnologyandtheproblemsinthedevelopmentofcarbonfibersindustryinChina.Chinaᶄstheoreticalcarbonfiberproductioncapacitywas26.1kt/aꎬtheoutput9.0ktꎬtheoperatingrate34%ꎬtheim ̄port(includingpreprepreg)22.0ktꎬandtheapparentconsumption31.0ktin2018.CarbonfibercompositesweremainlyusedinleisuresportsinChinaꎬaccountingfor52%ꎬwhiletheywerelessusedinaerospaceandtransportation.Thetechnologicalre ̄searchofcarbonfibersandtheircompositeshasbeenmainlyfocusedonreducingtheproductioncostofcarbonfiberꎬimprovingtheperformanceofcarbonfiberandthetoughnessofresinsystemꎬenhancingtheinterfacialcompatibilitybetweenresinsystemandcarbonfibercompositeꎬandraisingtheapplicationlevelthroughdevelopingnewformingtechnologyofcompositematerials.ComparedwiththeadvancedlevelintheworldꎬChinalagsbehindincarbonfiberindustrializationprocessandequipmentꎬcar ̄bonfibercompositedesignꎬmanufacturingandevaluationꎬbasicresearchandindustrialsupporting.Itwassuggestedthatthegovernmentshouldstrengthentheguidanceandpolicysupporttostandardizethedevelopmentofcarbonfiberindustryꎻtheenter ̄priseshouldenhancethecooperationofproductionꎬlearningandresearchandacceleratethekeytechnologyresearchofcarbonfi ̄beranditscompositematerialindustrychainꎬandraisethelevelofindustrializationdevelopmentꎻandtheindustryorganizationshouldstrengthentheorganizationandcoordinationꎬbuildapublicserviceplatformꎬandpromoteagoodindustrialecologicalconstructionofcarbonfibersandcompositematerials.Keywords:carbonfiberꎻcarbonfibercompositematerialꎻproductionꎻsupplyanddemandꎻapplicationꎻresearchprogressꎻdevelopmentadvice36第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀高㊀奇.新形势下我国碳纤维产业发展探讨。
宝马i3励磁电机
宝马i3励磁电机
宝马i3励磁电机是一款高效、环保的电动汽车动力系统。
它采用了励
磁电机技术,可以在低速行驶时提供更大的扭矩,同时在高速行驶时
保持高效的能量利用率。
这种技术的应用使得宝马i3在市区行驶时更
加灵活,同时在高速公路上也能够保持稳定的性能表现。
励磁电机技术是一种基于电磁感应原理的电机控制技术。
它通过改变
电机的磁场强度和方向,来控制电机的输出功率和转速。
在宝马i3的
励磁电机中,采用了永磁同步电机和感应电机的混合设计,可以在不
同的工况下提供最优的性能表现。
宝马i3励磁电机的优点不仅在于其高效、环保的性能表现,还在于其
智能化的控制系统。
它可以通过车载电脑系统实时监测电机的运行状
态和能量利用情况,从而实现最优化的能量管理和动力输出。
同时,
它还可以通过智能化的驾驶辅助系统,提供更加安全、舒适的驾驶体验。
总之,宝马i3励磁电机是一款高效、环保、智能化的电动汽车动力系统。
它的应用不仅可以提高汽车的性能表现和驾驶体验,还可以为环
境保护和可持续发展做出贡献。
随着电动汽车技术的不断发展和普及,相信这种技术的应用将会越来越广泛,为人类创造更加美好的未来。
国内碳纤维产业发展存在的问题与对策
国内碳纤维产业发展存在的问题与对策王学彩【摘要】The current situation of carbon fiber industry at home and abroad was analyzed. It was pointed out that the carbon fiber industry is a single industry model, the key technology is backward, the production cost is too high, and the engineering practice innovation ability is insufficient in China. Three measures put forward to enhance the capability of independent innovation, cultivate application market, and improve the industry chain. It is focused on solving the key technology and equipment manufacturing problems which restrict the development of modern industry, striving to win over a policy support, promoting the construction of carbon fiber industry chain and carbon fiber composite materials industry cluster formation , linking upstream and downstream enterprises, promoting the healthy development of domestic carbon fiber industry chain.%分析了国内外碳纤维行业的发展现状, 指出我国碳纤维产业存在产业模式单一、关键技术落后、生产成本过高和工程实践创新能力不足等问题. 提出以提升自主创新能力, 培育应用市场, 完善产业链建设的三项措施, 重点解决制约产业发展的关键技术及装备制造问题, 争取国家支持, 推动碳纤维产业链建设, 形成碳纤维复合材料产业集群, 链接上下游企业, 促进国内碳纤维产业链的健康发展.【期刊名称】《化纤与纺织技术》【年(卷),期】2015(044)003【总页数】6页(P23-27,45)【关键词】碳纤维;产业;发展【作者】王学彩【作者单位】河南永煤碳纤维公司, 河南商丘 476000【正文语种】中文【中图分类】TQ342.74随着碳纤维应用市场的快速发展,我国碳纤维的市场需求不断扩大,在国家产业政策的支持与鼓舞下,碳纤维产业的发展与产品应用正日益受到业界的普遍关注[1]。
熔融沉积型3D打印机的机械结构分析
熔融沉积型3D打印机的机械结构分析目录1. 内容简述 (3)1.1 3D打印技术概述 (4)1.2 熔融沉积型3D打印机的工作原理 (5)1.3 文档目的和结构简介 (6)2. 熔融沉积型3D打印机的组成部件 (8)2.1 机械框架与稳定性分析 (9)2.1.1 底盘结构 (10)2.1.2 线性导轨系统 (11)2.1.3 机械稳定性和抗震设计 (12)2.2 打印头组件 (13)2.2.1 热塑性挤出器 (15)2.2.2 打印头温控系统 (16)2.2.3 材料的输送与熔融状态监控 (17)2.3 传动系统 (18)2.3.1 步进电机与伺服电机功能对比 (19)2.3.2 齿轮和皮带传动机制 (20)2.3.3 精确定位的实现 (22)2.4 成型平台 (24)2.4.1 成型台材质与温度控制 (25)2.4.2 高度方向的定位与微调 (26)2.4.3 支撑与冷却系统 (27)3. 热能系统分析 (29)3.1 加热元件与温控软件的匹配 (30)3.2 温度稳定性与均匀性 (31)3.3 热保护机制与温度传感器的作用 (32)3.4 节能与热量损失的减少 (34)4. 控制系统介绍 (35)4.1 接口与通信协议 (37)4.2 打印软件与操作界面 (39)4.3 数据处理与路径规划 (41)4.4 故障诊断与远程监控功能 (42)5. 维护与保养 (44)5.1 常见维护项目与周期 (45)5.2 更换易耗部件 (46)5.3 定期保养方法 (48)6. 结论与未来发展趋势 (50)6.1 熔融沉积型3D打印机的进步与局限 (51)6.2 新兴技术的融合与打印精度提升 (52)6.3 行业标准与规范的制定 (54)1. 内容简述本文档旨在对熔融沉积型3D打印机(Fused Deposition Modeling,FDM)的机械结构进行系统分析。
FDM技术作为一种主流的桌面级3D打印技术,以其成熟、可靠和价格优势广受用户喜爱。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
D GTME eerh资 深 分 析 师 兼 副 主 任 黄 I II SR sac
铭 章分析 , 由于半 导 体芯片及 面板近 1 0年来 价格 快 速 下跌 , 关 上游 材 料 及气 体 除 非 有近 似 寡 占供应 相 的 情 形 , 则 平 均 价 格亦 跟 进 大 幅 下 跌 , NF 否 以 3为 例 ,0 1 2 1 2 0 至 0 0年 的年 平 均价 格跌 幅 约 为 2 %, 5 近
纤 维原 丝
首 批 碳 纤 维 原丝 将 在 2 1 年 第 二季 度 运 至 西 0 1
本 三菱 丽 阳株 式 会社 合 资成 立 的 MR G CS L原丝 有
址 . . 止 址 5
. . . 址 址 址
.止 J
. S
美 日大厂 N 3 F 供给迟缓 南韩厂 商 OC tr l趁胜追击 积极扩增产 能 I Maei s a
台北 讯 : 氟 化氮 ( 3是 一 种 温 室气 体 , 也 三 NF ) 但 是 半 导 体及 T TL D 生 产制 程 中重 要 的 工业 用 气 F C 估 计 为 3 %, 0 1年 可 望 超 越 4 %, 2 1 5 21 0 至 0 3年 因 产 能较 2 1 扩 大 1 , 球 占有 率 预 计 将 增 加 0 0年 倍 全
能供 给 比重 为 3 % , 2 0 4 与 0 5年 相 近 , 是 之 前 的 倒 第 1大 厂 美 商 Ai Po u t, 占有 率 从 2 0 r rd cs 0 5年 的 3 %下 降 至 2 1 8 0 0年 的 2 %, 兴业 者 即 为 南 韩 业 2 新 者 O I tr l,0 0年 其 全 球 实 质 产 能 占有 率 C ei s 2 1 Ma a
至 4 %。 8
体, 由于 其 具备 清 洁 化 学 气 相 沉 积( v 制 程 以及 c D) 干 蚀  ̄ ( yEcig¥程 硅 化 物 的特 性 , 成 为 目 q thn) 1 Dr J 而
前 半导 体及 面板 产业 的特 殊气 体 。
O I t il敢 于积 极扩 产 的主要 原 因是 其客 C e as Ma r
应 N 3 但预 估 2 1 F, 0 0年其 年产 能 不及 OC tr l I ei s Ma a 的 1 之 1 从此 一 面板 及 半导 体 制程用 关 键 气 体 0分 ,
的市 占率消长 ,亦 可看 出南韩在 面板 及半 导体 上游
黄铭章分析 , 日本 在 2 1 00年 占全 球 N 3的产 F
户 基础 稳 固 , 公 司 5 %以上 的 NF 售给 三 星 电 该 0 3销 子 (a u gE et nc) 海 力 士 ( y i) L i S msn l r is、 co H nx 及 G D s - pa 南韩 大型 半 导体及 面板 厂 ,近期 更伺 机 扩大 l y等 在 台湾 半 导体 及面 板产 业 的 出货 量 占有率 。 由于 OC t il 在 生 产 线 设 计 上 着 手 并 成 I e as Ma r 功 降低成 本 ,再加 上大 规模 扩产 带来 的规模 经 济效 应 ,0 0年 O I t il 公 司 的 营 业 利 益 率 高 达 21 C e as Ma r 3 %, 高于 竞 争对 手 l 3 远 7至 3 百 分 点 , 0个 因此黄 铭 章认为, 日本 3 1 震后 随着 其大 幅度扩 产 的脚 步 , 1地
— t 喜
. . . . 址 址 址 址
西格里与三菱丽阳合资公司成功投产宝马 i 3车型的碳纤维原丝
按 计划 准 时开始 生产 用 于 B MW i 3电动 车 的碳 格 里 集 团 ( G ru T eC ro o ay 与 日 S L G o p— h ab nC mp n )
年 来 每年 亦 大 约 是 2 %或 更 高 的跌 幅 , 0 因此 导致 多 数 厂 商 不愿 意 扩产 , 造 成 日本 3 1 震 虽然 并未 也 1地
造 成 日本 供 应厂 商严 重 受损 , 已传 出 NF 但 3供应 吃 紧 的警 讯 。
在 营收 及 市 占率 方面 可望 有正 面 的发展 。 相对 地 , 台湾 目前仅 有 台塑一 家本 土公 司生产 并 供
—
供应 链 更为 扎实 的产业 基础 。
— 址 . 址 . . 址 址 — — l 址 S 址 . 止 — — 上 址 址 址
S . . — . . . . . — — 止 址 L— 止 善 址 址 址 喜 L. . l . . 屯 . 止 舢 址 S 址 S S满 意度 调 查 ” 01 中荣膺 “ 佳 测 最 试 设 备 供应 商 ” l 最佳 晶片 制 造 设 备 大 型 供 与“ 0大
应 商 ” 大奖 项 。 两
.
址 . . 上 — 址 工l L. 止— 址 — L. . . 屯 L. L— 喜 址 S
-
电 子 工 业 毫 用 设 备
・
企业之窗 ・
惠瑞 捷 连续 三年 蝉联 V Srsa c L Iee rh调查 自动测试设备供应 商最佳 客户满意度之殊荣
日前 半 导 体 测 试 公 司 惠 瑞 捷 股 份 有 限 公 司 在 “ 导 体 业 界 之 主 要 研 究 暨 分 析 公 司 VL I sac 半 Sr erh e 根据 客户 的回复 ,惠瑞 捷 荣登世 界各 大测 试 设 备 供应 商客 户满 意度 冠军 宝座 , 连续 3年 蝉联 冠军 , 并连 续 6年被 V Srsac L l erh评选 为十 佳测 试设 备 公 e 司 。惠瑞 捷在 所有 芯片 制造 设备 大型 供应 商 中排名 第五 , 自动 测试 设备领 域位 居榜 首 。 在