碳纤维是什么材料合成 2020碳纤维行业前景分析

来源：开云网站发布时间：2024-08-05 10:30:49

住宅产业化是指用工业化生产的方式来建造住宅，是机械化程度不高和粗放式生产的生产方式升级换代的必然要求，以提高住宅生产的劳动生产率，提高住宅的整体质量，减少相关成本，降低物耗、能耗。 ...

碳纤维是由碳元素组成的特种纤维。主要使用的原材料为腈纶和粘胶纤维，再经过高温的氧化碳化而成。它的含碳量在90%以上，属于高强度的高模量纤维，是所有耐高温化纤材料之首。

碳纤维性能优异，大范围的应用于风电叶片、航空航天、体育用品、汽车工业、混配模成型、能承受压力的容器、建筑补强、电子电器等领域，被誉为黑色黄金。近年来，中国碳纤维的需求量呈现波动增长的态势。以体育用品及风电叶片的强劲增长带动了中国碳纤维的消费量。

碳纤维的质量决定了其应用领域，中国在碳纤维生产与应用方面与国外领先水平还存在比较大差距。相比于全球的碳纤维产业应用集中于风电叶片(23.5%)、航空航天(22.8%)和体育休闲(15.7%)领域，中国的碳纤维市场需求仍主要来自于相对低端的体育休闲领域，2017年其消费量占到碳纤维总需求量的51.1%左右;风电叶片领域2017年消费量占比为13.0%，较全球水平仍有明显差距;而航空航天领域消费量占比仅3.8%，严重偏低。中国碳纤维产业应用结构有待优化。

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。可分为PAN基，沥青基，粘胶基碳纤维，PAN基是当今世界碳纤维发展的主流，占碳纤维市场的90%以上。碳纤维是由有机纤维经碳化和石墨化处理而得到的微晶石墨材料，碳纤维具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、抗腐蚀、导热和导电等特性，是一种力学性能优异的新材料。碳纤维是一种高强度、高模量的高性能纤维材料，碳纤维密度不到钢的1/4、强度是钢的5-7倍，大范围的应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域。经过多年的研发和约十年的产业化建设，我国建立起了自己的碳纤维技术体系和较完整的碳纤维产业，初步形成了产业化的碳纤维研发与生产平台，逐步打破了日、美长期的技术封锁和市场垄断局面。

碳纤维除了应用在航空航天等高技术领域外，还可用在文体用品、纺织机械、医疗器械生物工程和运输车辆等方面。目前，碳纤维材料在高速列车上的应用还有一定的局限性，大多数产品仍处于研究开发阶段，仅部分产品得到实际应用，因此，应用前景很广泛。

碳纤维复合材料具有质量轻，强度高的特性，活跃在各种各样的用途上。包括用于追求轻且易用的高性能体育用品、追求在宇宙飞行用的轻量且高性能材料的航空航天飞行器，以及能承受压力的容器、汽车、风车、船舶、土木建筑等各种各样的一般产业用途。就需求结构而言，碳纤维材料总量一半以上应用在工业领域，风电叶片领域应用占比24%，航空航天领域应用占比23%，体育休闲领域占比15%，汽车工业领域占比12%，四者总计占比74%。其中，体育休闲用品所消耗的碳纤维呈年年在下降之势。

东丽，东邦以及三菱等三家日本企业垄断着市场的绝大多数份额，并借此机会向中国高价出售，而用于航天工业的更高端的高模M系列小丝束碳纤维技术和产品则更是被严格禁止进入中国。最近，国内碳纤维领域传来了好消息，精功集团有限公司研制的有效幅宽1米碳纤维微波石墨化生产线取得了重大突破，可以将常规碳丝微波石墨化处理，来提升百分之十五的模量以及强度，最终产出T800以上品质的产品。

据中研普华研究报告《2020-2025年中国碳纤维行业市场全景调研与竞争局势分析报告》分析显示

中国碳纤维需求量一直维持稳步上升趋势，2018年国内碳纤维市场需求为3.1万吨，同比增长32%，在中国碳纤维行业发展过程中，国家给予了全力支持，极大地促进了碳纤维行业发展。企业和投资机构也纷纷看好碳纤维行业的发展前途，各路资本的大量涌入，为碳纤维行业带来了刺激效应，使其呈现出前所未有的新热点和新动态。同时，碳纤维行业应用领域广阔，其并购需求和活跃度也十分明显。预计到2020年国内碳纤维的需求将达33000吨，国内对应碳纤维材料市场规模增长至727亿元。

目前，全国投入运营线年，建成3万公里，列车总量超过3500组。随着印尼、泰国、俄罗斯等国家高速列车项目的陆续启动，高速列车市场进入新一轮加快速度进行发展期，巨大的市场需求为轨道交通技术的进步和新技术、新材料的推广应用提供了良好契机。碳纤维的强度高达3600MPa，耐高温上千摄氏度，不惧酸碱盐等化学物质的腐蚀，安全性高、常规使用的寿命长。碳纤维在高铁中，可用作高速列车的车身结构、内饰、承重结构件或其它零部件。比起其它的列车材料，机械强度提高了35%，抗冲击强度提高了20%。纤维复合材料在高速列车领域的成熟运用将提高轨道车辆的综合性能指标，并有望系统解决金属材料应用领域常见的轻量化、环境适应性等问题。

预计未来年复合增长率为12%，在2020年国内市场需求将达到3.89万吨。中国碳纤维行业目前仍处于发展初级阶段，掌握高性能碳纤维研发核心技术并可以在一定程度上完成稳定、成本可控的规模化生产的企业较少，绝大多数企业不能满足航空航天的高端产业的规模化应用需求，主要围绕体育休闲等低端领域。在技术方面，制约中国碳纤维发展的根本原因是PAN原丝质量不过关，还有生产技术及设备等问题导致碳纤维产品收率低下，生产所带来的成本较高。从中国碳纤维工业现在的状况来看，首先要提高原丝质量，研制高纯原丝，同时也加强预氧化、碳化、石墨化设备及表面处理工程技术探讨研究开发，尽快实现规模化工业生产。

欲了解更多关于中国碳纤维行业具体详细分析，请关注中研研究院研究出版的《2020-2025年中国碳纤维行业市场全景调研与竞争局势分析报告》。