凭借优越的力学性能,以及耐腐蚀、抗氧化、不生锈等特性,如今碳纤维被加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,成为制造先进复合材料的重要增强材料,应用范围日益 ,成为不少人口中的“新材料 ”。从棒球棒、网球拍,到自行车、汽车、风电叶片,再到大型飞机、运载火箭……在位于青海西宁的中复神鹰碳纤维生产基地展厅内,一件件实物、模型展品令人目不暇接,彰显了这种新材料的应用正向 工业制造和前列科技领域不断拓展。作为碳纤维重要市场,我国碳纤维一度大量依赖进口,价格十分昂贵。因此,碳纤维又被称为“黑色黄金”。彼时,市场上高性能T700级碳纤维曾经卖出过每吨数百万元的高价。而后来,当国产高性能碳纤维“开花结果”,国际市场碳纤维价格应声回落。碳纤维:细如发丝却比钢强。上海户外用品碳纤维
由于碳纤维生产工艺流程复杂、研发投入巨大、研发周期较长,使得国际上真正具有研发和生产能力的碳纤维公司屈指可数。美国注重原始创新,日本擅长精细化生产,在碳纤维产业发展中各具优势。日本东丽、美国赫克塞尔垄断航空航天高性能碳纤维市场,日本东邦和日本三菱也在高性能碳纤维领域占据了一席之地;其他重点企业也各具特色,在原料多元化、合成体系、纺丝技术、丝束规格等方面具备各自的优势。随着中简科技 T700 级碳纤维和光威复材、山西煤化所、河南永煤集团、中石油吉化和江苏恒神 T300 级碳纤维在航空航天领域应用的逐步扩大,一定程度上削弱了日本及欧美等国在高性能碳纤维领域的垄断地位。广东自行车碳纤维材料供应商碳纤维逐渐应用于民用领域,在航空航天、风力发电、建筑工程、轨道交通、体育休闲等领域均得以普遍应用。
完整的碳纤维产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程。从石油、煤炭、天然气均可以得到丙烯,目前低油价形势下,原油制丙烯的成本比较好;丙烯经氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈(PAN)原丝,再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维,并可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料,作为生产碳纤维复合材料的原材料;碳纤维经与树脂、陶瓷等材料结合,形成碳纤维复合材料, 由各种成型工艺得到下游应用需要的 终产品。
国际大丝束碳纤维产能主要集中在美国、德国以及日本等发达国家。大丝束碳纤维生产技术和工艺流程复杂,国际市场大丝束碳纤维规模化生产起步早,工艺技术已逐步发展成熟,主要产能集中在欧美、日本等少数发达国家。根据中国化学纤维工业协会数据,2020年,在国际大丝束碳纤维市场中,美德企业市占率达到全球产能的89%以上,日本企业市占率约为10%。其中,主要大丝束碳纤维制造商为日本东丽、美国Hexcel、德国SGL、日本三菱、中国蓝星等企业。截至2020年底,在产能方面,日本东丽目前拥有全球比较大碳纤维运行产能,理论产能达到5.45万吨/年。德国SGL现有产能1.5万吨/年,是目前碳纤维运行产能第二大的公司。日本三菱碳纤维产能排名全球第三,为1.43万吨/年。Hexcel现有碳纤维产能1.02万吨/年。碳纤维,创新材料助力工业升级。
碳纤维对医疗器械设备也有着密不可分的关系,碳纤维及其复合材料可以制成人造假肢和人工骨骼等,性能稳定,生物相容性好,可与人体细胞共存。杨小平等研制的碳纤维导电发热材料具有辅助理疗保健的作用,可加快新陈代谢,促进血液循环,加快伤口愈合速度。碳纤维还具有X光透过性,CT扫描时将木床改为碳纤维纺织品覆盖可以减少对X光的吸收,碳纤维X光线透过性为木材的10倍。随着医疗水平的提高,在仪器设备上采用碳纤维复合材料具有较大的应用前景。在车身制造方面, 碳纤维的优越性能也大有可为。江苏切割机碳纤维复合材料供应商
碳纤维已经应用于风电叶片、体育休闲、航空航天、压力容器、碳碳复材、交通建设、海洋等领域。上海户外用品碳纤维
碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维,含碳量一般在90%以上,具有耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀等特性。外形呈纤维状,柔软,可加工成各种织物。碳纤维直径只有5微米,相当于一根头发丝的十到十二分之一,强度却在铝合金4倍以上、钢材强度的五倍以上,是一种纤维状碳材料。它是用一些含碳的有机纤维,如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等做原料,将这些有机纤维跟塑料树脂结合在一起,在一定的压强下加强热碳化而成。碳纤维主要用于航天航空领域可以使飞行器更加结实坚固。在汽车零部件中的应用主要分布在汽车车身、内外饰、底盘系统、动力系统。碳纤维还应用于风力发电叶片等工业领域、机动船、工业机器人、人工韧带等身体代用材料以及用于体育用品等。碳纤维横梁在建筑领域有着广泛的应用。它可以用于大型建筑物的梁柱结构,具有轻质高精的特点,能够有效减轻建筑物自重,提高整体结构的稳定性和抗震性能。同时,碳纤维横梁还具有耐腐蚀、耐热、耐疲劳等特性,能够适应各种复杂的施工环境和工程要求。上海户外用品碳纤维
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