国内碳纤维发展历程与现状分析
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。
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。
碳纤维在中国发展历程
中国碳纤维研究的过去与现在2010-09-21 | 作者：李克健 | 来源：价值中国网 | 【大中小】【打印】【关闭】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。
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。
碳纤维行业发展历程
碳纤维行业发展历程
碳纤维行业的发展历程可以分为以下几个阶段：
1. 初期研发阶段（20世纪50年代-70年代）：碳纤维最初用于航空航天领域，作为
高温环境下的结构材料。
由于其出色的力学性能和低密度，碳纤维逐渐引起了各界的关注。
然而，由于生产成本高、性能不稳定等问题，碳纤维在这一阶段的发展相对缓慢。
2. 发展壮大阶段（20世纪80年代-90年代）：随着生产技术的改进和成本降低，碳
纤维在航空航天、体育用品、压力容器等领域得到了广泛应用。
同时，碳纤维复合材料也开始在一些高端汽车、风力发电等领域得到应用。
3. 广泛应用阶段（21世纪初至今）：碳纤维行业在21世纪初进入了一个新的发展阶段，其应用领域不断拓宽。
除了传统的航空航天、体育用品、压力容器等领域，碳纤维还开始应用于建筑补强、新能源、轨道交通、医疗等领域。
此外，碳纤维产业链也在不断完善，从原材料、生产设备到应用技术，形成了一个完整的产业体系。
4. 创新突破阶段（近年来）：随着我国在碳纤维领域的研发投入不断加大，一些关键技术取得突破，如高模量碳纤维、碳纤维低成本生产技术等。
同时，碳纤维在新能源、智能制造、生物医疗等领域的应用也取得了显著成果。
总体来说，碳纤维行业经历了从研发到应用，再到创新突破的发展历程。
在未来，随着科技的进步和市场需求的增长，碳纤维行业将继续朝着更高性能、更低成本、更多应用领域的方向发展。
碳纤维的发展及应用
碳纤维的发展及应用碳纤维是一种轻质，高强度，耐热，耐腐蚀的材料，具有广泛的应用前景。
它是由纯碳纤维束或纤维织物制成的。
碳纤维的发展与应用自20世纪70年代以来，取得了长足的进步。
本文将从碳纤维的发展历程、主要制备工艺、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
碳纤维的发展可以追溯到20世纪60年代末的两个独立研究团队，分别是美国的杜邦公司和日本的托勒贝克公司。
他们首先成功制备出了高强度的碳纤维，并在汽车、航空航天、体育用品等领域进行了应用。
之后，随着碳纤维制备技术的不断改进和突破，碳纤维的性能得到了显著提高。
目前，碳纤维已成为继钢铁、铝合金之后的第三代结构材料。
碳纤维的制备主要有湿法和干法两种工艺。
其中，湿法工艺利用聚丙烯腈（PAN）纤维作为原料，在高温氧化和热解的条件下，形成碳纤维。
干法工艺则是采用石墨纤维为原料，通过高温热解或化学气相沉积方法得到碳纤维。
两种工艺各有优劣，湿法工艺制备的碳纤维具有较高的强度和模量，而干法工艺制备的碳纤维则具有较高的热导率和耐高温性能。
碳纤维在航空航天领域有着广泛的应用，如制造飞机机身、舵面、梁等部件，能够减轻重量并提高飞机的燃油效率。
此外，碳纤维还常用于制造卫星的支撑结构和太阳能电池板等部件，以及航天器的防热层材料。
在汽车领域，碳纤维可以用于制造车身和内饰部件，可以有效减轻车辆重量，提高燃油经济性和动力性能。
碳纤维还广泛应用于体育用品制造，如高尔夫球杆、自行车框架、滑雪板等。
除了上述应用领域，碳纤维还具有广阔的发展前景。
随着全球环保意识的增强，碳纤维被认为是一种绿色材料，并且在可再生能源、新能源汽车等领域有着重要的应用潜力。
此外，碳纤维在建筑领域也有一定的应用空间，可以制造轻型建筑结构和防震设备，提高建筑物的抗震性能。
在医疗器械领域，碳纤维也常用于制造人工关节、各类手术器械等。
此外，碳纤维在船舶、铁路等交通运输领域，以及电子、电信、能源等行业也有着广泛的应用。
然而，碳纤维的制造成本较高，限制了其在一些领域的推广应用。
国内外碳纤维市场分析与研发进展
维 状 碳材 料 ， 碳含 量 在９０ 以上 。 ％ 碳
纤 维具有 低 密度 、 强度 、 高 高模 量 、 耐 高温 、 抗化学腐 蚀 、 电阻 、 低 高热导 、 低 热膨胀、 耐辐 射 等 优 良特 性 ， 柔 曲 其 性、 比强度 和 比模 量均优 于 其 它纤维 增 强体 。 宇航 工业 、 空 工业 、 在 航 交通 运输 、 育运动 器 材等领 域 有广 泛 的 体
大量 采用。 碳纤 维作 为汽 车材 料 ， 最大
纤 维的需 求与 日俱增 ， 而加 强技 术创新 是我 国碳纤维 加快 发展 实现产 业化 的关键 。
国 内外碳纤维市场分析与
研发进展
◇钱伯 章
上海 擎督金 秋 石化科 技 传播 工作 室
高性能 纤维是指耐 热好 、 质量轻 、
技 术 开 发 与 商 业 化 历 程
美 国联 合碳 化物 公 司（ＵＣＣ ） 于
１ ５ 年开始最早 生产粘胶基 碳纤维 ， ９ ９ ２ 世纪 ５ ６ 年 代 是粘 胶基 碳 纤维 Ｏ ０、 ０
并取 得成 功。 目前Ｔ Ｏ ｎ ｌ 系列高 ｈ ｅ—Ｐ ｒ
强度高 、 高模量 的特种纤维 材料。 作为
高 性能纤维 的 一种 ， 碳纤 维 既有碳 材 料 的固有特 征 ， 又兼 备纺 织纤 维 的柔 软 可 加工 性 ， 新一代 军 民两 用新 材 是
国 际市 场 上 碳 纤 维 的全 方 位 商 业
碳纤维是 由有机纤维 或低 分子烃 气体 原料 加热 至 １ ０ ｏ ０ ｃ所形 成 的纤 ５
化始于２ 世纪 ７ 年代 ， ０ ０ 这是高 尔夫球
棒和 钓鱼 杆应 用 的引入 和发展 时期 ，
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。
我国碳纤维行业发展综述
Ｐ ＡＮ碳 纤 维起源 于 ２ ０世 纪 ５ Ｏ年 代 末期 ， 经
过 ６ ０多年 的发 展历程 ， 纤维 的数 量 和质量 都 出 碳 现 了很 大 的飞 跃 ， 目前世 界 碳 纤 维 的生 产 能 力在 ５万 吨左 右＿ 。 由于 碳 纤 维 生 产 工 艺 较 为 复 杂 ， ＿ ６ ］
材料 ； 黏胶 基碳 纤 维 主 要 用 于 耐烧 蚀 材料 和 隔热 材料。
维 的起步 阶段 ， 代表 性 的企业 及工 艺 主要有 ： 吉 ① 林石 化 的硝酸 法 ； ②兰州 化纤 的硫 氰 酸钠法 ； 榆 ③ 次化 纤 的二 甲基 亚砜 法 。其 中 ， 酸法 代 表 了我 硝
按 行 业 应 用 情况 ， 纤 维 又可 分 为 宇 航级 小 碳 丝 束 碳 纤 维 和 工 业 级 大 丝 束 碳 纤 维 两 种 ， 中 其
至今 全 球 规模 企 业 不 超过 １ ２家 。其 中领 先 的 生 产 商 主 要 有 美 国 氰 特 工 业 公 司 （ ｙｅ ） 赫 氏 Ｃ ｔｃ 、 （ ｘ ｅ） 司 、 ｏｔｋ以及 日本 的 三 菱 丽 阳、 Ｈｅ ｃ１公 Ｚｌ ｅ 东 丽 、 邦等 。依 靠其 先进 的纺 丝技 术 和碳化 工艺 ， 东 形成 了高 性能 原 丝 生产 的优 势 ， 断 了高 性 能碳 垄
纤 维 的绝 大部 分市 场 。
２ ２ 国 内 发 展 ．
料 、 离 铀 的离心 机材 料 、 分 电池 的 电极 等 ［ ， ５ 在 ］
生 化 防护 、 氧 去 除 、 品 等 领 域 也 有 出色 的 表 臭 食
现。
根 据前 驱体 材 料 的 不 同 ， 纤 维 可 分 为 聚 丙 碳
１ 概 述
碳纤 维 是 一 种 碳 含 量 大 于 ９ 的高 强 度 特 Ｏ
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%。
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。
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。
碳纤维及其复合材料发展现状
碳纤维及其复合材料发展现状摘要：当今国际复合材料产业规模不断扩大，未来五年，来自高端企业的先进复合材料将以每年5%的速度增长。
因此，随着民营和汽车行业的快速发展，全球高碳地区的年需求增长可达10%，亚太地区的增长将继续加速。
在我国的碳纤维生产线上，碳纤维设备将比碳纤维复合材料更快被进口产品取代。
碳纤维复合材料在海洋工程、航空航天、汽车等领域具有良好的应用前景，但随着碳纤维复合材料的价格不断下降，碳纤维复合材料的应用会越来越多。
本文介绍了我国碳纤维及其复合材料的发展现状和应用。
关键词：碳纤维；复合材料；现状；应用引言随着我国整个经济的快速发展，现阶段碳纤维制造技术也在不断创新和完善，目前该领域发展稳定，有可能以更低的成本生产出更高质量的碳纤维复合材料。
碳纤维复合材料具有高强度、高弹性模量、耐高温、耐腐蚀等特点，并具有许多物理和化学优点，因此在我国广泛应用于各行业的生产和制备领域。
本文以碳纤维复合材料为研究课题，分析了碳纤维复合材料的性能，探索了碳纤维复合材料的应用路径。
1.碳纤维复合材料的性能由于碳纤维是一种以碳元素为主要成分的特殊纤维，采用含碳量高的人造化学纤维制成，经热稳定氧化处理、碳化处理、石墨化处理，使其在热处理过程中不会熔化，碳含量取决于类型，通常大于90%。
碳纤维具有一般碳材料的耐热性、耐磨性、导电性、导热性、耐腐蚀性等特性，但与一般碳材料不同，在形状、柔软性、加工性、沿纤维轴的高强度等方面表现出显着的各向异性，而且碳纤维比重小。
1.1 碳纤维的化学性质碳纤维是一种纤维状碳材料。
众所周知，碳材料是化学稳定性优异的材料之一，这是人类历史上最早发现的碳材料特征之一。
除强氧化性酸等特殊物质外，在室温和近压下几乎呈化学惰性。
即使碳纤维在低于室温250℃的环境下使用时，很难观察到碳纤维的化学变化。
据有关资料显示，在碳材料的化学特征中，在低于250℃的环境中，碳材料没有明显的氧化，也没有形成碳化物和层间化合物。
碳纤维行业发展历程
碳纤维行业发展历程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：碳纤维，一种轻质、高强度的新型纤维材料，是一种由碳元素组成的纤维，通常用于增强材料的制造。
碳纤维由于其重量轻、强度高、耐腐蚀等优良性能，在航空航天、汽车、体育用品等领域得到了广泛应用。
其在航空航天领域的应用更是发展迅猛，成为当今世界上最重要的材料之一。
碳纤维的历史可以追溯到20世纪60年代，当时美国的一家化学公司首次发现了碳纤维的制备方法。
在此之后，碳纤维经过多年的发展和研究，逐渐成为了一种备受人们青睐的新型材料。
在上世纪80年代，碳纤维开始在航空航天领域得到广泛应用，被用来制造飞机、导弹等高性能产品。
在航空航天领域，碳纤维的轻量化、高强度、高刚度等优点得到了充分发挥，成为现代航空航天技术的重要支柱。
随着技术的不断提升和制造工艺的不断改进，碳纤维的性能和品质也在不断提高。
在汽车领域，碳纤维的轻量化优势使得汽车更加节能环保，并且在车身结构、悬挂系统等方面得到广泛应用。
在体育用品领域，碳纤维制成的高尔夫球杆、网球拍等产品因其轻盈、坚固的特性备受运动爱好者青睐。
在中国，碳纤维产业也在不断壮大。
随着中国经济的快速发展，碳纤维行业也逐渐崛起。
中国在碳纤维领域的技术水平和产能已经达到了国际先进水平，成为全球碳纤维市场的重要参与者。
中国的碳纤维行业主要分布在江苏、广东、山东等地区，形成了完整的产业链和较为成熟的技术体系。
随着碳纤维产业的不断发展，碳纤维在未来的应用前景也是非常广阔的。
随着汽车工业的转型升级，碳纤维在汽车领域的应用将会更加广泛，不仅可以提高汽车的性能，还可以减轻车身重量，降低燃油消耗。
在航空航天领域，碳纤维也将继续发挥其优势，开发出更加轻便、高性能的航空器。
碳纤维在建筑、体育用品、医疗等领域也有很大的应用潜力。
第二篇示例：起初，碳纤维的制造工艺十分繁琐，成本较高，限制了其在大规模应用领域的推广。
但随着材料科学技术的进步，碳纤维的生产成本逐渐下降，生产工艺也越来越成熟。
中国碳纤维的现状与发展趋势
延伸率 （%）
密度 耐腐蚀 （g/cm3） 性
浸透性
均匀度
碳纤维织 物数据
5000 2.35×105 2.1 1.8
单位面积重 量(g/m2)
径向纤维
纬向纤维
220
碳纤维 尼龙线
径向重量比 纬向重量比 碳布宽度
例
例
(mm)
%
%
99
1
610
优 良好 良好 附四：
径向密度 纬向密度
根/cm
根/cm
建筑结 构胶主
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，近年内包括纺织、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。
附一：国内主要生产厂家
公司名称
碳纤维原 碳纤维 丝（吨） （吨）
预浸布 （万平 方米）
最终消费 品
华皖碳纤维
600
山西恒天纺织新 200 纤维科技有限公 司
大连兴科碳纤维 有限公司
嘉兴中宝碳纤维
吉林东方神舟碳 纤维
吉林石化公司
山东光威集团 15
厦门扬大碳纤维 有限公司
山西煤化所
20
北京化工研究院
其它
三、我国碳纤维发展史
我国自20世纪60年代开始碳纤维研究开发至今已有近50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。
国内外碳纤维综述
国内外碳纤维综述引言：碳纤维是一种轻质高强度的材料，具有优异的机械性能和化学稳定性。
近年来，随着科技的进步和工业需求的增长，碳纤维在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到了广泛应用。
本文将综述国内外碳纤维的发展历程、制备技术以及应用领域。
一、碳纤维的发展历程碳纤维的研究始于20世纪50年代，当时美国、英国等国家开始对碳纤维的制备和性能进行研究。
最早的碳纤维是通过将聚丙烯纤维炭化而得到的，但其性能较差，应用受限。
随着研究的深入，人们发现将聚丙烯纤维预氧化后再炭化可以得到较高性能的碳纤维。
在20世纪70年代，日本科学家发明了一种新的碳纤维制备方法，即将聚丙烯纤维预氧化后，在高温下进行炭化，得到了高性能的碳纤维。
此后，碳纤维的研究逐渐成熟，各国纷纷投入到碳纤维的制备和应用研究中。
二、碳纤维的制备技术碳纤维的制备技术主要包括纺丝、预氧化、炭化和热处理等步骤。
纺丝是将聚合物溶液通过旋转的离心力拉伸成纤维。
预氧化是将纺丝得到的聚合物纤维在氧气中进行氧化，以增加纤维的炭化性能。
炭化是将预氧化纤维在高温下进行热解，使其转化为纯碳纤维。
热处理是对碳纤维进行退火或高温处理，以改善其性能。
目前，碳纤维的制备技术已经非常成熟，可以实现大规模生产。
三、碳纤维的性能特点碳纤维具有很高的强度和刚度，比重轻，具有良好的耐腐蚀性和耐高温性。
其弯曲强度和拉伸强度分别是钢铁的2倍和5倍，而比重却只有钢铁的1/4。
此外，碳纤维还具有良好的疲劳性能和耐久性，可以长期使用而不出现断裂和损坏。
由于碳纤维具有这些优异的性能，使得它在航空航天、汽车制造、体育器材等领域有着广泛的应用前景。
四、碳纤维在航空航天领域的应用航空航天领域对材料的要求非常严苛，碳纤维正是满足这些要求的理想材料之一。
碳纤维的高强度和轻质特点使得飞机和航天器的结构更加轻量化，从而减少能源消耗和排放。
此外，碳纤维还可以用于制造飞机的机翼、机身等部件，提高飞机的飞行性能和安全性。
新能源汽车制造技术教学课件：11-2纤维增强复合材料及其在汽车中的应用
碳纤维进气系统 超导流碳纤维进气系统从空气滤清器到进气导管全部严格打造，并采用100%纯碳纤维材质制造的圆柱状集 气筒，其质坚、量轻与隔热的特点，让进气的温度完全不受引擎室高温所影响。
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纤维增强复合材料及其在汽车中的应用
01.纤维增强复合材料及其在汽车中的应用-01.碳纤维发展历程和现状发展历程
碳纤维是一种兼具碳材料的强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征的化工新材料，是新一代的增强纤维。 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。 我国80年代开始研究高强型碳纤维，进入21世纪以来发展较快，安徽华皖碳纤维公司率先引进了500吨/年 原丝、200吨/年PAN基碳纤维(只有东丽碳纤维T300水平)，使我国碳纤维工业进入了产业化。
01.纤维增强复合材料及其在汽车中的应用-02.碳纤维复合材料（CFRP）特性
碳纤维复合材料（CFRP）以其质量小、强度高、刚性高、良好的耐蠕变与耐腐蚀性成为最理想的汽用轻 量化材料。 碳（石墨）纤维是以有机纤维――聚丙烯晴（PAN）纤维、粘胶纤维、沥青纤维等原丝经过预氧化、碳化、 石墨化等高温固相反应工艺过程制备而成，由有择优取向的石墨微晶构成，因而具有很高的强度和弹性模 量（刚性）。它的比重一般为1.70～1.80g/cm3，强度为1200～7000MPa，弹性模量为200～400GPa，热 膨胀系数接近于零，甚至可为负值（～1.5×10-6）。
随着工程技术和材料科学的发展，对材料性能的要求越来越高。先进的复合材料由于性能优良，已成为一 种极其重要的工程材料。有关先进复合材料的研究、发展和应用一直是高科技材料技术的重要内容之一， 而碳纤维在此领域占有举足轻重的地位。在现代尖端技术发展中，已成为一种不可缺少的新型材料。 自从1953年第一辆全复合材料车身的汽车问世以来，复合材料在汽车上的应用不断增多。如今随着汽车轻 量化浪潮的出现，碳纤维复合材料在汽车上的应用日益受到追捧。
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国内碳纤维发展历程与现状分析
国内开展的最早的碳纤维工业可以追溯到1962年，总体上与日本碳纤维的研发时间相近，但是在产业化生产和集中度方面却有着极大的差距。
以日本东丽（Toray）、三菱（Mrc）、东邦（Toho）为代表的碳纤维产能占全球碳纤维产量的50%，而在国内方面，虽然与日本研发时间相当，但是由于各种原因，与日本之间差距已经十分明显。
国内碳纤维产业发展大致经历了三个阶段：
1、中国石油吉林石化公司在1962年开始采用PAN原料研制碳纤维，但是因为缺乏相应的科学知识和组织，没有取得实质性的进展，与此同时，美日等国家将其视其为战略物资，实施技术禁运，这也导致我国碳纤维的研发止步不前。
2、直到1975年，原国防科委主任开始主持碳纤维研发工作，先后组织了二十多名科研和企事业单位，组成原丝、碳化等五个专业组。
但由于知识产权归属问题没有得到妥善解决，各部门之间的利益难以协调，进展速度缓慢。
在此之后的80年代中期，我国也陆续尝试走引进开发之路，但均以失败告终。
3、进入2000年，两院院士师昌绪提出要大力发展碳纤维产业，这引起了政府的重视，至此我国开始采取措施大力支持碳纤维领域的自主创新，在863、973计划中也将碳纤维作为重点研发项目。
2005年，当时国内的碳纤维行业企业仅有10家，合计产能仅占全球产能的1%；2008年，以国有企业为代表的企业开始进入碳纤维行业，但大部分企业在核心关键技术上还无任何突破，无论是生产线的运行还是产品质量，都极不稳定；进入2010年，国内碳纤维生产能力占世界高性能碳纤维总产量的0.5%；2012年1月，国家工信部公布了“十二五”规划，其中碳纤维计划产能为1.2万吨/年，到2022年，预计我国碳纤维的产能约为2.4万吨/年。
现阶段国内碳纤维行业发展已经十分迅速，与美日等国的差距也在不断缩小。
针对国内碳纤维产业，从资本构成来看，国有与民有资本均有参与；从地域上看，以江苏为首的等十余个省份都具有碳纤维产业的分布，在产业发展上看，国内的碳纤维产业目前正处于技术追赶、投资活跃、需求强劲的发展时期。
在技术方面，国内碳纤维行业已经基本掌握了相当于日本东丽公司T300级别的碳纤维生产技术，这已经能够满足一般的工业和休闲用品的需求，至于T700和T800级别的产品，则还在研发阶段。
在产业规模方面，目前国内已经拥有一批具备形成原丝或者碳丝产能的企业，并且，国内碳纤维的产能也在逐年增长，截至到2011年，我国已建成的碳纤维产能约为6900吨，在建产能约为6000吨，合计占全球碳纤维产能的13%。
在市场需求方面，由于碳纤维在各行业中的应用仍然处于不断开发和拓展的阶段，所以碳纤维未来的市场规模还无法精确统计。
但从近些年的数据可以看出，国内对于碳纤维市场增长十分快速。
2008到2011年，我国碳纤维进口量从8200吨
增长到10750吨，增长了约24%；加工量也从7000吨增加到了13200吨，增长了约88%。
爱尔兰著名的市场研究公司Research and Markets在2017年4月发布了“全球及中国碳纤维及其复合材料产业发展报告2017—2021”。
报告中指出，在2016年，全球碳纤维需求量约为83000吨，与2015年相比增长了约12%，中国作为全球排名前列的碳纤维需求大国，在2016年功消耗了碳纤维19000吨，这占全球碳纤维总量的23%。
但是，由于国内的碳纤维生产技术落后和产能不足，其碳纤维严重依赖进口，仅2016年，中国消耗的碳纤维仅有25%是来自国产品牌。
但该报告也预测，随着中国碳纤维技术的不断进步，中国国产碳纤维的市场占有率在2021年将达到35%。
苏州挪恩复合材料是一家可以为客户提供从结构设计、材料设计、工艺设计、模拟仿真计算、批量化制造的先进复合材料解决方案的企业，其核心团队成员均拥有十余年的复合材料研发经验，碳纤维电池箱、碳纤维6轴关节机器人手臂等都是挪恩的成功合作案例，并且近日，挪恩成功研发了笔记本外壳专用热塑性碳纤维复合材料和纳米改性导电碳纤维复合材料。
挪恩始终秉持着为客户提供优质服务的经营原则，致力于为客户提供优质的碳纤维产品，降低客户使用碳纤维的成本门槛，为更多企业带来新的选择。