碳纤维复合材料产业报告
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碳纤维行业深度研究报告一、新材料之王:碳纤维性能优异,复合材料应用广泛碳纤维在可量产纤维材料中性能最佳,是目前工程上可以大规模应用的比强度最高的材料,其具有优异的物理、化学性能,在军工及民用领域都有着广泛的应用,被称为21世纪的“黑色黄金”。
碳纤维复合材料即以碳纤维为增强体,以树脂、碳质、金属、陶瓷等为基体所形成的复合材料,在结合增强体与基体优异性能的同时,应用范围更加广泛。
1.1碳纤维性能优异,PAN基碳纤维占据主流地位碳纤维:“新材料之王”。
碳纤维(CarbonFiber)是由聚丙烯腈(PAN)等有机纤维在1000~3000℃高温的惰性气体氛围中经氧化碳化后制成的,含碳量在90%以上的无机高分子纤维,是目前可以获得的最轻的无机材料之一。
碳纤维的比强度和比模量等力学性能优异,且具有低密度、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、抗疲劳、高震动衰减性、高导电导热性、低热膨胀系数、高电磁屏蔽性等特点,其易加工、可设计的性能使其广泛应用于航空航天、军工、能源、体育用品、汽车工业、轨道交通和建筑补强等领域,是国防军工和国民经济不可或缺的战略新兴材料,被誉为“新材料之王”。
按照原料不同,碳纤维可分为PAN基、粘胶基、沥青基碳纤维。
按照原材料不同,碳纤维主要分为粘胶基(纤维素基、人造丝基)、沥青基(各向同性、中间相)和聚丙烯腈(PAN)基三大类。
目前以聚丙烯腈为原料制成的PAN基碳纤维占据主流地位,产量占碳纤维总量的90%以上,如无特殊说明,本文所指碳纤维皆为PAN基碳纤维。
按照丝束大小,碳纤维可分为大丝束和小丝束碳纤维。
一般按照碳纤维中单丝根数与1000的比值命名,如12K指单束碳纤维中含有12000根单丝的碳纤维。
通常将24K及以下的碳纤维称为小丝束碳纤维,初期以1K、3K、6K为主,后逐渐发展为12K和24K,主要应用于国防军工等高科技领域以及体育休闲用品。
通常将48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维,包括48K、60K、80K等(部分领域25K也可称为大丝束),主要应用于能源、交运、建筑等工业领域。
碳纤维及其复合材料产业调研报告一、引言碳纤维是一种轻质、高强度、高模量的先进材料,具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点,被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、建筑和体育用品等领域。
本报告将对碳纤维及其复合材料产业进行调研。
二、碳纤维产业的发展概况目前,全球碳纤维产业正处于快速发展阶段。
碳纤维的需求主要来自航空航天、汽车和体育用品等行业。
据统计,2024年全球碳纤维产量达到13.8万吨,预计到2025年将增至30万吨。
中国是全球最大的碳纤维生产国家,占据了全球碳纤维市场的40%份额。
三、碳纤维及其复合材料的应用1.航空航天领域航空航天领域是碳纤维应用的主要领域之一、碳纤维材料具有轻质、高强度、高模量等特点,可以显著减轻飞机、火箭等航空器的自重,提高飞行性能。
目前,碳纤维复合材料已经广泛应用于飞机机身、翼面、梁柱等部件的制造中。
2.汽车行业汽车行业是碳纤维及其复合材料的重要应用领域。
碳纤维材料具有高强度、高刚度、低密度等优势,可以用于制造汽车车身、车顶、底盘等零部件,减轻车辆自重,提高燃油经济性和安全性能。
3.建筑行业4.体育用品碳纤维材料还广泛应用于体育用品制造领域。
碳纤维材料具有轻质、高强度的特点,可以用于制造高尔夫球杆、自行车车架、网球拍等体育用品,提高产品的性能和使用寿命。
四、碳纤维产业面临的挑战和机遇1.挑战碳纤维的生产成本较高,主要原因是碳纤维前驱体的生产技术难度较大。
此外,碳纤维的回收和再利用技术还不够成熟,限制了碳纤维产业的可持续发展。
2.机遇随着全球对能源和环境问题的关注度提高,碳纤维及其复合材料在节能减排方面具有广阔的市场前景。
随着技术的不断进步,碳纤维的生产成本将会降低,进一步推动碳纤维产业的发展。
五、结论碳纤维及其复合材料产业在全球范围内呈现快速发展态势,并在航空航天、汽车、建筑和体育用品等领域获得广泛应用。
然而,碳纤维产业仍面临着生产成本高、回收利用问题等挑战。
未来,随着技术的进步和环境意识的增强,碳纤维产业有望迎来更大的发展机遇。
碳纤维复合材料市场分析报告1.引言1.1 概述碳纤维复合材料是一种具有良好的强度和轻量化特性的新型材料,由碳纤维和树脂复合而成。
它具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐高温等优异特性,被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑等领域。
本市场分析报告将对碳纤维复合材料的市场现状、需求趋势、竞争对手等进行深入分析,为相关行业的发展提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分:本报告主要分为引言、正文和结论三部分。
引言部分将介绍本报告的概述、文章结构和目的,以及简要总结本报告的内容。
正文部分包括碳纤维复合材料概述、市场需求分析和竞争对手分析。
结论部分将展望碳纤维复合材料市场的前景,预测发展趋势,并对全文进行总结。
通过这样的结构安排,读者能够清晰地了解本报告的内容和重点论述。
"1.3 目的":本报告旨在对碳纤维复合材料市场进行深入分析,以帮助读者全面了解该领域的发展现状。
通过对市场需求和竞争对手的分析,帮助企业制定合理的市场策略和产品规划,促进行业的健康发展。
同时,通过对市场前景和发展趋势的展望和预测,为投资者和相关企业提供参考,为他们在市场中把握机遇、规避风险提供参考。
1.4 总结总结:通过对碳纤维复合材料市场的分析,我们可以看到该市场的潜力和发展空间。
随着环保意识的增强和工业化水平的提升,碳纤维复合材料将在各个领域得到广泛应用,市场需求将持续增长。
在竞争对手分析中,我们也可以看到市场中的竞争环境非常激烈,需要不断提升产品质量和服务水平来赢得客户的信任和支持。
在未来,碳纤维复合材料市场将呈现出更加多元化和创新化的发展趋势,我们需要做好准备,抓住机遇,迎接挑战,共同推动碳纤维复合材料市场的持续发展。
2.正文2.1 碳纤维复合材料概述碳纤维复合材料是一种由碳纤维和树脂基体混合而成的高强度、轻质材料。
碳纤维具有极高的强度和刚度,同时具有较低的密度,使得碳纤维复合材料具有优异的力学性能和重量比。
由于其优越的性能和轻量化特性,碳纤维复合材料在航空航天、汽车制造、体育器材、建筑工程、军事装备等领域得到广泛应用。
碳纤维新材料市场发展现状引言碳纤维是一种轻量高强度的材料,具有良好的机械性能和优异的耐腐蚀性能,因此在许多领域得到广泛应用。
本文将介绍碳纤维新材料市场的发展现状,并对其未来的发展进行展望。
市场概况碳纤维新材料市场在过去几年持续增长。
其中,航空航天和汽车行业是碳纤维新材料的主要应用领域。
航空航天领域的需求主要来自于飞机和卫星等航空器的制造,而汽车行业则主要应用于车身和零部件的制造。
随着环保意识的提高,碳纤维新材料在能源领域也得到了广泛应用。
例如,风力发电机翼和太阳能电池板都可以采用碳纤维材料制造,以提高能源转换效率。
此外,体育用品、建筑材料和船舶制造等领域也开始逐渐应用碳纤维新材料。
发展趋势1.技术创新:碳纤维新材料的生产技术不断创新。
过去,碳纤维生产主要依赖进口设备,而现在国内的设备制造商也逐渐崭露头角。
此外,新的生产工艺和材料组合也在不断涌现,提高了碳纤维的生产效率和性能。
2.成本降低:随着碳纤维新材料的市场需求增加,生产规模的扩大和技术进步带来了成本的降低。
预计未来几年碳纤维的价格将进一步下降,使更多的行业可以选择使用碳纤维材料。
3.应用扩展:碳纤维的应用领域将进一步扩展。
例如,在航空航天领域,未来可能会出现更多的碳纤维复合材料结构,以减轻飞机的重量。
在能源领域,碳纤维材料也可以应用于储能设备和电池等领域。
4.绿色环保:碳纤维材料具有良好的环境友好性,符合当今社会对绿色环保的要求。
未来,碳纤维新材料市场将受到更多环保政策和法规的支持,促进其进一步发展。
挑战与机遇虽然碳纤维新材料市场发展前景广阔,但也面临一些挑战。
其中,成本仍然是一个关键的问题。
碳纤维的生产成本高,制约了其在一些行业的广泛应用。
此外,碳纤维的回收和再利用也是一个亟待解决的问题。
然而,随着技术的进步和市场需求的增加,这些挑战也将带来机遇。
预计在未来几年,碳纤维新材料市场将迎来更多的投资和研发,以解决这些问题并进一步推动碳纤维的应用。
2024年碳纤维复合材料市场分析报告摘要本文对碳纤维复合材料市场进行了综合分析。
首先介绍了碳纤维和复合材料的概念,并探讨了其在各个行业中的应用。
然后,对碳纤维复合材料市场规模、发展趋势、竞争格局等方面进行了详细分析。
最后,结合相关数据和案例,提出了碳纤维复合材料市场的展望和发展建议。
1. 碳纤维复合材料概述碳纤维是一种由纤维束组成的高强度、高弹性的材料。
复合材料由纤维增强材料和基体材料组成,具有轻质、高强度和抗腐蚀等特点。
碳纤维复合材料结合了碳纤维和复合材料的优势,被广泛应用于汽车、航空航天、体育器材等领域。
2. 碳纤维复合材料市场规模和发展趋势根据市场调研数据,碳纤维复合材料市场在过去几年里保持了稳定增长的态势。
在汽车行业,碳纤维复合材料的应用不断扩大,以减轻车身重量、提高安全性能为主要目标。
航空航天领域也对碳纤维复合材料的需求增长迅猛,以提升飞机性能和降低能耗为主要驱动力。
此外,体育器材、建筑材料等领域对碳纤维复合材料的需求也在逐渐增加。
3. 碳纤维复合材料市场竞争格局目前,碳纤维复合材料市场竞争激烈,主要厂商包括国内外的知名企业和一些新兴企业。
国外企业凭借技术优势、品牌影响力和渠道优势占据市场领导地位,但国内企业在技术研发和生产能力方面逐渐迎头赶上。
未来,碳纤维复合材料市场竞争将更加激烈,企业需要加强创新能力、提高产品质量、拓宽销售渠道。
4. 碳纤维复合材料市场的机遇和挑战碳纤维复合材料市场面临着机遇和挑战。
一方面,随着环保意识的提高和技术的进步,碳纤维复合材料在各个行业中的应用前景巨大。
另一方面,碳纤维复合材料的高成本和生产工艺的限制是市场发展的主要制约因素。
因此,企业需要不断创新,提高生产效率,降低成本,以应对市场挑战。
5. 碳纤维复合材料市场展望和发展建议从市场展望来看,碳纤维复合材料市场具有较高的增长潜力。
未来,汽车工业、航空航天工业和新能源领域将成为碳纤维复合材料的主要应用领域。
碳纤维复合材料市场调研报告1. 简介本文档是针对碳纤维复合材料市场进行的调研报告。
本报告旨在分析碳纤维复合材料市场的现状、发展趋势和前景,并提供相关数据和分析,供读者参考。
2. 市场概况2.1 市场定义碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂基体组成的复合材料,具有优异的强度和轻量化特性。
它在航空航天、汽车、船舶、体育用品等领域有广泛的应用。
2.2 市场规模根据市场调研数据显示,碳纤维复合材料市场在过去几年稳步增长。
预计未来几年,碳纤维复合材料市场将继续保持良好的增长势头。
2.3 市场驱动因素碳纤维复合材料市场的增长主要受以下几个因素推动:•轻量化需求的增加:碳纤维复合材料具有轻量化的特性,能够减轻产品重量,提高产品性能。
•新兴应用领域的涌现:随着新兴行业的不断涌现,如新能源汽车、无人机等领域对碳纤维复合材料的需求也在不断增加。
•技术进步的推动:碳纤维复合材料的制造技术不断进步,提高了产品的性能和质量,进一步推动了市场的发展。
•环境保护要求的提高:碳纤维复合材料具有可回收性、耐腐蚀性等特点,符合环境保护要求,因此在一些领域得到了广泛应用。
3. 市场分析3.1 市场细分根据应用领域的不同,碳纤维复合材料市场可以分为以下几个细分市场:•航空航天市场:碳纤维复合材料在航空航天领域有广泛应用,用于制造飞机、导弹、卫星等产品。
•汽车市场:碳纤维复合材料在汽车领域主要用于制造车身和零部件,能够减轻汽车重量、提高燃油效率并提供更好的安全性能。
•体育用品市场:碳纤维复合材料在体育用品领域被广泛运用,如高尔夫球杆、网球拍、自行车等。
•其他市场:碳纤维复合材料还可以用于制造船舶、建筑材料、电子产品等领域。
3.2 市场竞争格局目前,碳纤维复合材料市场竞争激烈,主要厂商包括国内外的大型企业和中小型企业。
在技术水平、产品质量、产能等方面存在一定差距。
3.3 市场前景随着技术的进步和应用领域的不断拓展,碳纤维复合材料市场有望继续保持良好的增长势头。
高端碳纤维复合材料前景报告一、背景基于全球空中力量全面竞争,中、美、俄横向比较,中国军机总量在各个主力类型上都存在数量差距。
当前我国军机从总体数量和结构上都与军事强国美国、俄罗斯存在一定差距,未来增长空间较大。
从绝对数量上来看,美国目前拥有的军机数量约为我国的4倍,差距较大。
从结构上来看,中国与美、俄军机细分种类的数量差距同样较大,且技术存在代差。
以战斗机为例,目前我国主力机型仍以二代机和三代机为主,而美国主力机型目前为三代机和四代机为主,且四代机的列装量仍在持续加速。
高端产品被美日企业垄断,2020年8月对中国实施全面禁售。
现代军机平台化、系统化的演变趋势较为明确,承载单元的增加使得单机空重有不断提升趋势。
根据杨伟《关于未来战斗机发展的若干讨论》一文,现代战斗机普遍要求远航、久航和高速的性能,作为武器搭载平台需要携带充足的空空、空面武器;在作战体系层面需要作为作战网络的节点跨任务区实时传递目标信息。
这种平台和体系层面的能力需求,使得飞机机身尺寸和内部搭载的功能组件都有扩大的趋势,促使其空重不断提升。
性能要求及减重需求的共同催化下,航空新材料在机身机构中的应用重要性不断凸显,碳纤维逐步成为先进机身材料的首选。
复盘飞机发展史,飞机发展伴随机体结构材料迭代,前三代战机的机体结构材料主要为解决战机的飞行硬伤,到了第四代开始,提升性能减轻重量成为主要目标。
随着钛合金工艺发展带来加工难度和成本的降低,各厂商开始逐步使用钛合金这种高强度低密度材料取代钢材用在机身骨架和飞机蒙皮热力集中部位,同时虽然铝合金抗高温能力有限,但考虑到其超低密度低成本的特性,新一代铝合金被用在飞机蒙皮的非热力集中部位。
随着对新材料的探索,新型复合材料开始登上历史舞台,由于复合材料在性能上的显著优异性,从 21 世纪初开始,各飞机厂商开始尝试使用复合材料(特别是碳纤维复材)逐步替代合金用作蒙皮和机身骨架材料,但受制于成本、可靠性和加工工艺等各方面限制,目前复合材料的应用仍处于起步阶段。
碳纤维行业分析报告碳纤维行业分析报告一、定义碳纤维是一种轻、强、硬、耐高温的高分子合成材料,由聚丙烯纤维、聚酰胺纤维或聚酯纤维等基材裹覆碳素原丝,再经高温炭化制得。
碳纤维具有优异的力学性能和化学稳定性,被广泛应用于航空、航天、军工、体育器材、汽车、船舶等领域。
二、分类特点碳纤维根据其制备工艺和性能可分为PAN碳纤维、MES碳纤维、Rayon碳纤维、Pitch碳纤维等。
其中,PAN碳纤维是目前应用最广泛,其优点是强度高、使用寿命长、表面平整度好、易处理,但其缺点是成本较高。
三、产业链产业链包括原材料供应、纤维生产、复合材料加工等环节。
原材料供应主要来自石油、煤炭、天然气等石化原料,纤维生产包括毛刺、炭化、表面处理等步骤,复合材料加工包括剪裁、压制、固化等过程。
四、发展历程碳纤维起源于20世纪60年代,当时是为了满足航空航天领域对轻质高强材料的需求而被开发出来的。
随着生产技术的不断进步,碳纤维的性能得到不断提升,应用范围也不断扩大,目前已经成为高端制造领域不可或缺的材料之一。
五、行业政策文件及其主要内容1.《中国制造2025》:提出支持高性能复合材料产业发展,推广碳纤维应用;2.《汽车产业中长期发展规划》:提出推动碳纤维在车身结构、发动机及底盘零部件等领域的应用;3.《国家新材料产业发展规划纲要》:提出促进碳纤维、高强度钢、铝材料等先进材料应用;4.《国家“十三五”规划》:强调推进航空、航天等行业碳纤维复合材料的研发应用。
六、经济环境碳纤维行业受到宏观经济环境的影响较大。
全球经济增长缓慢,国际贸易保护主义抬头,碳纤维市场需求下降,产能过剩问题日益凸显。
同时,碳纤维行业面临着高研发投入、高技术门槛、成本高等问题。
七、社会环境碳纤维行业的发展与社会环境密切相关。
随着人们对环境保护的重视程度不断提高,碳纤维复合材料在轻量化、节能减排等方面的优势逐渐凸显。
同时,碳纤维复合材料的高价格也使得人们更加注重其环保性和可持续发展能力。
2024版中国碳纤维行业报告2024年,中国碳纤维行业在全球市场上保持了稳步增长的态势。
随着国内碳纤维技术的不断提高和产能的扩大,中国碳纤维行业已经成为全球碳纤维市场的重要参与者之一、本报告将对2024年中国碳纤维行业的发展情况进行分析。
一、行业概况2024年,中国碳纤维行业产值稳步增长,产能扩张明显。
中国碳纤维的主要生产商包括山东力神、江苏盛源、中节能等,这些企业在碳纤维生产技术和产能方面都处于国内领先地位。
中国碳纤维产品主要用于航空航天、船舶制造、汽车制造、体育用品等领域。
二、市场需求随着我国制造业的转型升级,碳纤维作为高性能材料越来越受到市场的青睐。
碳纤维产品在航空航天、船舶制造、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。
另外,随着人们生活水平的提高,碳纤维制品在体育用品、自行车、电子产品等领域也逐渐受到消费者的喜爱。
三、发展趋势未来几年,中国碳纤维行业将继续保持稳步增长的态势。
随着碳纤维生产技术的不断提高和成本的不断降低,碳纤维产品的市场占有率将进一步扩大。
同时,碳纤维产品在航空航天、船舶制造、汽车制造领域的应用将会更加广泛,碳纤维产品将成为未来高端制造业的主要材料之一四、挑战与机遇中国碳纤维行业在发展过程中面临着一些挑战,如技术创新不足、环保要求提高等。
但同时,中国碳纤维行业也面临着巨大的发展机遇,如中国制造2025计划的实施、国内市场需求的增长等将为碳纤维行业的快速发展提供有力支撑。
综上所述,2024年中国碳纤维行业保持了稳步发展的态势,未来几年也将继续保持良好的发展势头。
中国碳纤维行业有望成为全球碳纤维市场中的重要力量,为我国高端制造业的发展做出更大贡献。
中国碳纤维产业调研报告目录目录 (I)第1章碳纤维介绍................................................................................................. - 1 -1.1 国外碳纤维产业发展概况......................................................................... - 1 -1.2 碳纤维的物理性能..................................................................................... - 2 -1.3 碳纤维的生产工艺..................................................................................... - 2 -1.4 碳纤维的产品形式..................................................................................... - 3 -1.4.1 碳纤维编织材料............................................................................... - 3 -1.4.2 碳纤维增强复合材料....................................................................... - 4 -1.5碳纤维技术进展及发展趋势...................................................................... - 5 -1.5.1 技术进展........................................................................................... - 5 -1.5.2 最新碳纤维技术动向....................................................................... - 6 -1.5.3 发展趋势........................................................................................... - 7 - 第2章世界碳纤维供需分析................................................................................. - 8 -2.1 世界碳纤维生产能力................................................................................. - 8 -2.1.1 世界小丝束碳纤维生产能力........................................................... - 9 -2.1.2 世界大丝束碳纤维生产能力......................................................... - 10 -2.1.3 世界碳纤维生产能力主要企业分布............................................. - 11 -2.1.4 世界碳纤维生产能力按地区分布................................................. - 17 -2.2 世界碳纤维消费状况及结构................................................................... - 17 -2.3 世界碳纤维需求分析............................................................................... - 20 -2.4 碳纤维生产分析....................................................................................... - 24 -2.5 重点应用领域状况分析........................................................................... - 26 -2.5.1 航天航空......................................................................................... - 27 -2.5.2 体育休闲用品................................................................................. - 30 -2.5.3 汽车工业......................................................................................... - 31 -2.5.4 一般工业应用................................................................................. - 32 - 第3章中国碳纤维行业分析.. (1)3.1 中国PAN基碳纤维生产现状及趋势 (1)3.1.1 中国PAN基碳纤维生产状况 (1)3.1.2 中国碳纤维行业发展趋势 (3)3.1.3 国产碳纤维存在的主要问题 (5)3.1.4 对我国碳纤维发展的建议 (5)3.2 中国碳纤维生产技术开发及应用 (6)3.3 中国碳纤维消费结构分析 (7)3.4 中国碳纤维需求状况 (8)3.5 价格分析 (11)3.6 我国碳纤维行业未来走向 (12)3.6.1 碳纤维制备技术方面 (12)3.6.2 碳纤维应用方面 (12)第1章碳纤维介绍1.1 国外碳纤维产业发展概况目前世界各国发展的主要是PAN基碳纤维和沥青基碳纤维。
世界PAN 基碳纤维生产厂商主要有日本Toray(东丽)、Toho(东邦)、Mitsubishi 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)、Donac与美国Amoco 公司。
PAN基碳纤维是当今世界碳纤维发展的主流,占世界碳纤维市场的90%以上。
国际上PAN基碳纤维的生产,从20世纪60年代起步,经过70~80年代的稳定,90年代的飞速发展,到21世纪初其生产工艺技术已经成熟。
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。
现已发展成为大丝束碳纤维和小丝束碳纤维两大种类。
大丝束碳纤维对前驱体要求较低,产品成本低,较适合于一般民用产品T-700及以下系列产品开发。
小丝束碳纤维追求高性能,代表着国际碳纤维发展的先进水平。
对于高性能PAN基碳纤维,美、日等发达国家均极为重视,在研发、生产方面给予经费、人力上的大力支持,并获得成功。
特别是在日本,碳纤维工业已成为该国十大高技术产业之一。
日本东丽、东邦及三菱人造丝三家公司是PAN基碳纤维(小丝束)的著名生产厂家。
这三家公司依靠其多年来对纺丝工艺理论的精通和纺丝新技术的基础研究、应用研究和开发研究方面的丰硕成果,大量生产出高性能碳纤维,使日本迅速成为世界碳纤维强国,无论质量还是数量上均处于世界领先地位。
东丽公司更是世界上高性能碳纤维研究、生产的“领头羊”。
美国是继日本之后掌握碳纤维生产技术的少数几个发达国家之一,其碳纤维主要厂商为Hexcel、Amoco公司,它们与日本东丽、东邦及三菱人造丝公司为当今世界碳纤维的5大生产商。
PAN基大丝束碳纤维由美国Fortail和美国Zoltek公司商品化。
世界主要生产大丝束(LT)碳纤维的厂家是美国阿克苏(AKZ0)、卓尔泰克(ZOLTEK)和阿尔笛拉(ALDILA)三大公司,其大K束的产量之和占世界LT总量的73.7%。
值得注意的是日本东丽公司、三菱公司也开始大量生产24K及以上级别大丝束碳纤维。
促使大丝束碳纤维迅猛发展的原因可能如下:(1) 市场的需求。
九十年代前,航天航空需要高性能小丝束碳纤维,即使价格高也可用轻量化效果来解决。
但九十年代以后对于航天航空工业来说,高价碳纤维限制它的应用,需开发价格较低的大K束碳纤维。
同时,12K以上碳纤维的性能也可满足航天航空工业的需求,性能与价格比占有一定优势。
(2)可大量生产,碳纤维原料成本较低。
PAN原丝K数愈大,价格愈低。
以国产小丝束PAN原丝为例,1K、3K、6K原丝比12K原丝的价格分别高316%、100%和38%左右。
对于PAN基碳纤维生产线来说,原丝占成本价格的56—65%左右,原丝价格低必然使碳纤维价格随之而下降。
(3)大K数碳纤维制造加工成本较低。
对于同一条碳纤维生产设备来说K数大的原丝,产量愈高,越有利于碳纤维价格的下降。
如对1条100 t/a碳纤维生产线而言(以12K计算),如果生产1K、3K和6K碳纤维,年产量分别是15 t、35 t和62 t。
1.2 碳纤维的物理性能由于碳纤维具有出色的力学性能和化学稳定性,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,是其它主要结构材料(金属及其合金)所无法比拟的。
此外,碳纤维还兼有其它多种优良性能,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。
1.3 碳纤维的生产工艺聚丙烯腈基碳纤维是目前碳纤维发展的主流,占据主要市场份额,世界上几条著名的PAN基碳纤维生产线大多是从原丝开始,直到碳纤维以及中、下游产品开发。
例如:日本东丽、东邦、三菱人造丝公司,美国的赫克利公司和阿莫科公司,以及中国台湾地区的台塑都是从聚合、纺丝开始,国外原丝主要生产工艺路线见表1-1。