全球碳纤维高端技术格局及行业前景
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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。
2022年化学纤维行业分析:国内碳纤维未来发展前景可期通过对化学纤维行业分析了解到,在全球化纤业持续深度调整、面临新的重要转折点的关键时期,我国化纤业进展也进入新常态,已经进入供求关系再平衡期、存量产能优化调整期和高品质增量适度进展期的“三期叠加阶段”。
2022年化学纤维行业分析:国内碳纤维将来进展前景可期碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
碳纤维下游应用领域宽阔,需求持续增长,国内进口替代迫切。
碳纤维因其优异的性能被誉为“黑色黄金”。
碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天、汽车、风电叶片、体育休闲等领域。
2022年全球碳纤维需求量为7.4万吨,碳纤维复合材料市场规模达290亿美元,估计2022年全球碳纤维需求量将达13万吨。
国内市场2022年碳纤维需求量为1.7万吨,其中80%以上依靠进口,估计2022年国内需求量将达到2.9万吨,进口替代需求迫切。
汽车轻量化需求为碳纤维进展供应新机遇。
随着各国对汽车油耗和尾气排放政策要求不断收紧,同时近年爆发式增长的新能源汽车“里程焦虑”痛点无法有效解决,轻量化设计将发挥重要作用。
碳纤维由于其性能优异且轻质的特点,被誉为“轻量化之王”。
装备碳纤维复材车身的宝马i3胜利商业化开启了碳纤维汽车轻量化应用大门,各大汽车企业纷纷与碳纤维巨头合作,布局碳纤维轻量化业务。
2022年全球碳纤维汽车市场需求量约8700吨,估计将来五年年均增速21%,到2022年需求量将超过2万吨,将成为增长最快和需求最大的领域之一。
国产碳纤维技术不断突破,高性能碳纤维量产为高端应用供应基础。
近年来,国内渐渐把握更为先进的干喷湿纺原丝制备方法,T700级碳纤维实现稳定量产,T800级碳纤维突破技术封锁。
高性能碳纤维的自主化生产为我国碳纤维应用由低端体育休闲向高端工业市场转变供应了基础。
国内企业重心由原先专注碳纤维生产渐渐向高附加值下游复合材料开发应用倾斜。
政策持续引导,资本不断注入,国内碳纤维行业迎拐点,将来进展可期。
碳纤维趋势
碳纤维是一种由碳元素组成的高强度纤维材料,具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐高温等特点,因此在工业、航空航天、体育器材等领域有着广泛的应用。
碳纤维的使用趋势主要体现在以下几个方面。
首先,随着人们对环境保护的要求不断提高,碳纤维作为一种可再生、可回收的材料,将在各个行业中得到更广泛的应用。
相比传统材料,碳纤维具有更低的碳排放量和更长的使用寿命,可以有效减少资源的消耗和环境的污染。
其次,碳纤维具有重量轻、强度高的特点,可以在航空航天领域中发挥重要作用。
随着人们对航空器的安全性、燃油效率和性能要求的提高,碳纤维在航空领域中的应用前景十分广阔。
例如,碳纤维可以用于制造飞机机身、机翼等部件,可以减轻飞机的重量,提高燃油效率,同时还能提高飞机的刚度和耐久性。
再次,碳纤维在汽车制造行业也有着重要的应用前景。
由于碳纤维具有较高的强度和较低的重量,可以减轻汽车的整体重量,提高燃油经济性和减少尾气排放。
同时,碳纤维还可以提高汽车的刚度和安全性能。
因此,未来汽车行业中碳纤维的使用量将会逐渐增加,特别是在电动汽车领域。
此外,碳纤维在体育器材制造中也有着广泛的应用。
碳纤维制成的高尔夫球杆、自行车车架、网球拍等器材,具有重量轻、强度高的优势,可以提高运动员的表现和竞争力。
因此,碳纤
维在体育器材制造中的应用前景十分广阔。
总而言之,碳纤维作为一种传统材料的替代品,具有重要的应用前景。
随着人们对环境保护和性能提升的要求不断提高,碳纤维在工业、航空航天、汽车、体育器材等领域中的使用将会越来越广泛。
同时,随着碳纤维制造技术的不断改进和成本的降低,碳纤维的市场份额也将不断增加。
在当今世界,碳纤维复合材料作为一种轻量化、高强度的新型材料,已经在诸多领域展现出了巨大的发展潜力。
从航空航天到汽车制造,从体育器材到建筑材料,碳纤维复合材料都展现出了其独特的优势和潜力。
本文将对碳纤维复合材料的发展方向及前景进行综述,旨在帮助读者更全面、深刻地了解这一重要材料的未来走向。
1. 碳纤维复合材料的基本概念碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂基体组成的复合材料。
碳纤维具有轻质、高强度、高模量、耐高温和耐腐蚀等优点。
而树脂基体则起着粘结和保护作用。
碳纤维复合材料的制备工艺主要包括预浸法、纺丝法和层压法等。
2. 碳纤维复合材料在航空航天领域的应用碳纤维复合材料在航空航天领域具有重要意义。
它们可以减轻飞机和航天器的重量,提高飞行性能,延长使用寿命,并且有利于节能减排。
未来的发展方向包括更高强度、更低密度的碳纤维复合材料的研发,以及更加智能化的制造工艺和设计方法。
3. 碳纤维复合材料在汽车制造领域的应用碳纤维复合材料在汽车制造领域也有着广阔的应用前景。
它们可以降低汽车的整体重量,提高燃油效率,增加汽车的安全性和舒适性。
未来汽车领域的发展方向包括降低碳纤维复合材料的成本,加快大规模生产工艺的研发,以及更加环保和可持续的材料回收利用方案。
4. 碳纤维复合材料在体育器材领域的应用在体育器材领域,碳纤维复合材料已经成为了许多高端器材的首选材料。
它们轻盈、坚固、具有良好的弹性和吸震性能,可以有效提高运动员的表现。
未来,随着运动科技的不断发展,碳纤维复合材料在体育器材领域的应用前景将会更加广阔。
5. 碳纤维复合材料在建筑材料领域的应用在建筑领域,碳纤维复合材料在结构加固、新型材料研发等方面具有广泛的应用前景。
它们具有较高的抗拉强度、抗压强度和耐久性能,可以提高建筑结构的安全性和耐久性,同时减轻结构自重,有利于节能减排。
总结回顾通过本文的综合介绍,我们可以看到碳纤维复合材料作为一种新型材料,具有广阔的应用前景和发展空间。
高性能纤维一、中国高性能纤维复合材料需求将日渐强劲,尤其是航天航空、汽车、风电等领域。
根据 JEC 集团研报显示,最近几年全球复合材料需求增长一半都在亚洲,亚洲尤其中国市场增长较快,预计到2013 年中国将占据全球复合材料市场增长 43%的份额;目前国内复合材料用于交通运输的比例相对比较小,只占5%,低于全球 24%平均水平;在工业设备领域比例为10%,也低于全球26%的平均水平。
目前高性能纤维在飞机上的比例为50%-80%,波音公司预计到2025年中国运输飞机数量将是原有的3倍;国内风电和汽车领域需求旺盛,高性能纤维复合材料作为一种先进的轻质高强材料,符合风力发电机组大容量发展趋势,迎合汽车安全、轻型化发展方向。
二、世界三大高性能纤维:1)碳纤维:目前全球碳纤维产能已供过于求,虽然国内碳纤维进口依赖率高达 83.9%,进口替代空间大,但国内碳纤维技术仍待突破,目前进口碳纤维产品价格已逼近国内生产成本。
我们认为碳纤维价格若维持低位,将促进碳纤维在高端产业和工业领域中的普及应用,由于碳纤维每一级的深加工都有高幅度的增值,碳纤维下游复合材料企业将从中直接受益。
2)芳纶纤维:目前全球芳纶纤维整体已出现供过于求局面,但其中芳纶 1414 的供求形势依旧偏紧。
国内芳纶纤维消费旺盛,年复合增长率约为 30%。
我们认为,随着供给增加,国内高温滤料用芳纶 1313 或将出现产能过剩,芳纶 1313 在需有一定技术含量的防护领域、芳纶纸高端产品应用领域市场潜力大;国内芳纶1414 主要依靠进口,供给是关键。
3)超高分子聚乙烯纤维:目前全球超高分子聚乙烯纤维供不应求,供给缺口为 9万吨以上;国内供给缺口为8000吨左右,国内部分企业产品已达世界先进水平,供给是关键。
三、投资策略及重点公司。
由于高性能纤维及复合材料性能要求高、生产工艺复杂、技术壁垒高,是未来产业升级的关键要素,建议投资者关注其中具有技术、规模优势的公司,如生产航空航天复合材料产品,技术垄断优势明显的公司:博云新材(002297);具有生产芳纶纤维中间体技术优势的的供应商:浙江龙盛(600352);具备高端芳纶纤维产品生产技术和规模领先优势的龙头企业:烟台氨纶(002254);关注具有生产超高分子聚乙烯纤维技术与规模实力的上市公司:S 仪化(600871)。
2023年碳纤维行业市场需求分析碳纤维作为一种新型高强度、高模量、低密度的材料,具有优异的性能,在航空航天、汽车、体育器材、建筑等领域具有广泛的应用前景。
2023年碳纤维行业市场需求分析如下:一、航空航天领域碳纤维具有优异的强度和模量,为航空航天领域提供了优质的材料。
在航空业,碳纤维大量用于制造飞机结构件、引擎罩、侧壁板、机身等,以减轻重量提高性能。
根据市场研究报告,到2025年,碳纤维在航空航天和国防市场的需求将增加至100多亿美元。
二、汽车领域汽车工业一直是碳纤维的发展方向之一。
碳纤维具有优异的强度、模量和阻尼性能,可减少汽车自重,提高汽车的速度和燃油效率。
目前大众、宝马、奥迪等欧洲豪华汽车公司已采用碳纤维材料应用于汽车制造。
据市场研究报告,到2025年,碳纤维在汽车领域的市场需求将达到250多亿美元。
三、体育器材领域碳纤维在体育器材制造中也得到广泛应用。
碳纤维制成的球杆、网球拍、自行车等器材可以有效减少器材的重量和提高强度,使运动员的表现更优秀,已成为体育锻炼的必备有力武器。
市场研究预测,到2025年,体育器材领域的碳纤维市场需求将超过50亿美元。
四、建筑领域由于碳纤维轻质高强的特性,它不仅可以用于拱形屋顶和结构的加固,还可以应用于地震的防灾减灾和城市桥梁建设中。
碳纤维加固的钢桥增加了钢桥的强度,延长了使用寿命。
市场调研显示,到2025年,碳纤维在建筑领域的市场需求将达到60亿美元。
总之,随着碳纤维市场的不断扩大和碳纤维制造技术的不断升级,各个领域对碳纤维材料的需求将不断增加,全球碳纤维市场将保持快速增长。
我国碳纤维产业发展现状及建议近年来,我国碳纤维产业取得了长足的发展,成为国家战略新兴产业之一。
碳纤维作为一种新型的高性能材料,具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
然而,与国外发达国家相比,我国碳纤维产业在技术创新、品质提升、市场开拓等方面仍存在一定差距。
有必要对我国碳纤维产业发展现状进行全面评估,并提出相应的建议,以推动我国碳纤维产业的快速发展。
一、我国碳纤维产业发展现状1. 技术水平我国碳纤维产业的技术水平整体上处于中上水平,已经形成了一定的生产规模和技术基础。
然而,与国际先进水平相比,我国在碳纤维预浸料、复合材料加工等关键技术方面仍存在差距。
需要进一步加大技术研发投入,加强国际合作与交流,提升我国碳纤维产业的核心竞争力。
2. 品质提升我国碳纤维产品在品质上存在一定的不稳定性,主要表现在产品强度、韧性、表面平整度等方面。
对于这一问题,需要加强质量管理,建立健全的产品质量控制体系,提高产品的一致性和稳定性。
3. 市场开拓我国碳纤维产品的市场占有率相对较低,主要原因是缺乏统一的市场开拓战略和品牌宣传力度不足。
为了提升产品的市场竞争力,需要加大市场拓展力度,增强品牌影响力,拓展国内外市场。
二、建议与展望1. 加强技术创新我国碳纤维产业需要加强与科研院所、高等院校的合作,提升技术创新能力,加快新产品的研发和产业化进程。
鼓励企业加大对技术创新的投入,推动碳纤维产业的技术升级。
2. 提升产品品质企业应加强对生产工艺的研究和改进,建立健全的品质管理体系,加强对原材料的质量把控,提高产品的稳定性和一致性。
鼓励企业进行国际质量认证,提升产品的国际竞争力。
3. 拓展市场政府可以出台相关政策,扶持企业开拓国际市场,鼓励企业参加国际展会和展销会,提升产品的国际知名度。
鼓励企业开发新的应用领域,扩大碳纤维产品的市场空间。
总结回顾:我国碳纤维产业发展基础牢固,但仍面临技术创新、产品品质和市场开拓等方面的挑战。
全球碳纤维复合材料行业发展趋势:全球市场需求上升,中国市场需求增速20,碳纤维产品向稳定性、高端化方向发展碳纤维是含碳量大于95%的纤维材料,由聚丙烯腈、黏胶纤维、沥青纤维等有机纤维在高温下碳化制得。
本质上来说,它是碳的同素异形体。
按照力学性能分类,碳纤维可分为标准模量(230GPa左右)、中模量(280~350GPa)和高模量(>350GPa)三类;按照纤维丝束大小分类,可分为小丝束(或标准丝束,≤24K)和大丝束(>24K)两大类;按不同的前驱体分类,聚丙烯腈基碳纤维占碳纤维总量的92%,沥青基碳纤维占7%,黏胶基碳纤维只占1%。
碳纤维性能优异,具有耐腐蚀,抗氧化,不生锈等优良性质。
但碳纤维由于横向耐冲力差、耐磨性差,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料,其中树脂型复合材料生产最多,使用最为广泛。
一、全球碳纤维发布的《2020-2026年中国碳纤维复合材料行业发展战略规划及供需策略分析报告》显示:目前全球碳纤维制造的主导者是美国、日本和中国。
随着中国在碳纤维领域投入的不断增大,中国碳纤维产量占世界份额也不断提高。
,当前中国大陆碳纤维产能在全球占比达17%,中国台湾产能占全球的6%,二者之和超过日本。
全球碳纤维产能分布(单位:%)数据来源:公开资料整理碳纤维由于其优异的物理及化学特性,可广泛应用于航空航天、风电叶片、汽车、船舶、建筑等不同领域。
《全球碳纤维复合材料市场报告》指出,2017年全球碳纤维复合材料需求达到8.42万吨,预计2020年全球总需求将会达到11.21万吨,复合增长率达到10%。
2008-2017年全球碳纤维需求量(单位:千吨)数据来源:公开资料整理 2017年我国碳纤维需求达到2.349万吨,同比增长20.09%,远超2012-2017年全球碳纤维需求量12.71%的复合增速,继续延续我国碳纤维需求增长的趋势。
未来随着国内碳纤维需求的不断增长,预计2020年我国碳纤维总需求将达到3.3万吨,复合增速11.4%。
2024年沥青基碳纤维市场分析现状引言沥青基碳纤维是一种广泛应用于道路建筑和其他领域的建筑材料。
本文将对沥青基碳纤维市场的现状进行分析,并探讨其市场前景和发展趋势。
市场概述沥青基碳纤维是一种由沥青和碳纤维混合而成的复合材料。
它具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点,广泛用于道路表面层和绿色建筑领域。
市场规模沥青基碳纤维市场在过去几年取得了快速增长。
根据市场研究机构的数据,2018年全球沥青基碳纤维市场规模达到了X亿美元,预计到2025年将达到Y亿美元。
市场驱动因素1.道路建设需求增加:随着世界各地城市化进程的加快,道路建设需求不断增加,这推动了沥青基碳纤维市场的增长。
2.环保意识提高:沥青基碳纤维是一种绿色环保材料,与传统道路建筑材料相比,具有更小的碳足迹,这也是其市场需求增长的原因之一。
3.技术进步:随着碳纤维制造技术的不断进步,沥青基碳纤维的质量和性能不断提高,进一步推动了市场的发展。
市场挑战和机遇1.价格波动:碳纤维材料的价格相对较高,这对沥青基碳纤维的市场推广和应用带来一定的挑战。
2.技术标准缺乏:目前沥青基碳纤维的标准体系还不够完善,这制约了市场的发展和规模化应用。
3.新应用领域:沥青基碳纤维在道路建设领域得到广泛应用,但在其他领域的应用仍有待探索,这为市场提供了机遇。
市场竞争格局沥青基碳纤维市场存在着一些具有较高市场份额的主要供应商。
这些供应商通过技术创新、产品质量和价格竞争来争夺市场份额。
市场前景和发展趋势预计未来几年沥青基碳纤维市场将保持增长势头。
随着技术的进步和市场需求的不断增加,沥青基碳纤维有望在道路建设和其他领域中发挥更广泛的作用。
结论沥青基碳纤维市场在过去几年取得了显著的增长,市场规模持续扩大。
尽管市场面临一些挑战,但其前景和发展潜力依然巨大。
不断的技术创新和市场需求的增加将推动沥青基碳纤维市场的进一步发展。
【市场观察】全文详细解读2021-2025年全球碳纤维市场规模发展趋势(三):按照纤维类型篇首语:此次发布2021-2025年全球碳纤维市场分析报告系列文章主要参考来源自BCC Publishing,报告总计内容110余页,本公号将对全球碳纤维市场规模及发展趋势进行概述。
前两期文章中分别按照前驱体类型(阅读原文)、丝束规格(阅读原文)介绍了三种碳纤维2021-2025年规模及增长情况,本文将对原生碳纤维(virgin carbon fiber )和回收碳纤维(recycled carbon fiber )碳纤维市场进行进一步分析。
根据纤维类型,碳纤维市场分为原生碳纤维和回收(再生)碳纤维。
回收碳纤维在市场上越来越受欢迎,尤其是在对环境可持续性的担忧情况下,回收碳纤维得到越来越多关注。
此外,随着碳纤维在不同最终用途行业的使用量不断增加,产生了越来越多的碳纤维废弃物,这反过来又推动了回收碳纤维行业的发展。
2021-2025年原生碳纤维碳纤维市场规模原生碳纤维virgin carbon fiber 是由前驱体制备而成的碳纤维,直接用于制造各种形式的碳纤维,如连续碳纤维、短碳纤维等。
截止目前,未经处理的碳纤维占据了市场的主导地位。
然而,由于碳纤维材料产生的废物越来越多,回收碳纤维正在缓慢进入市场。
但是目前航空航天领域的应用仍然需要原生碳纤维,由于缺乏回收碳纤维的专门技术,预计原生碳纤维部门将在预测期内继续占据主导地位。
图1显示了以2019年作为基线到2025年全球原生碳纤维市场规模,2020年全球原生碳纤维产量约9.67万吨、市场规模42.05亿美元,而到2025年预计将达到12.75万吨、52.77亿美元,2020-2025年两者年复合增长率分别为5.7%、4.6%。
图1 2019-2025年原生碳纤维市场规模2021-2025年回收碳纤维碳纤维市场规模据估计,每年生产的碳纤维中有30%以上最终成为废物。
全球碳纤维高端技术格局及行业前景 2009-12-30 金融危机下,国内碳纤维生产商还有发展空间吗?答案是肯定的。虽然当前世界经济发展面临重重危机,但碳纤维的需求仍在升温。除了传统的航空航天领域外,汽车、风力涡轮叶片及压力容器等碳纤维新市场正在兴起。据相关部门预测,世界碳纤维需求每年将以大约13%的速度飞速增长,预期2009年聚丙烯腈(PAN)基碳纤维全球需求量将达5万吨,到2012年将达6万吨,到2018年需求量将达到10万吨。7大碳纤维制造商——东丽、东邦、三菱丽阳、SGL、Hexcel、Cytec和Zoltek,已宣布计划在未来3~5年扩产78%,总投资额为87970万欧元(13亿美元)。短期看来碳纤维会供不应求,但到2012年供应可能会超过需求。国际碳纤维市场发展迅速,需求量不断增长给我国碳纤维行业,提供了难得进一步发展的机遇。但我国碳纤维行业基础薄弱,产业发展需要技术、人才和资金的持续投入,而且其应用领域对产品品质的要求非常严格。客观地说生产企业应量力而行,整个行业也应发出明确的信息、引导企业正确投资,使我国碳纤维产业快速健康地发展。 ——日本生产商产能不断扩大 沥青基碳纤维在产业领域的需求也在增长,特别是在环境相关产业的开展引人注目,其市场规模约3000吨,预计到2012年将扩大到4000吨。沥青基碳纤维根据沥青的结晶状态,可分类为等方性和中间相两种,等方性耐热性和耐药品性、滑动性优异,中间相具有高强度、高模量等机械特性。除了大型的半导体晶片和太阳发电系统用硅基板制造炉用的需求急速增长以外,在PAN基碳纤维和CFRP的烧成炉,也作为必不可少的绝热材料使用。日本东丽工业有限公司、帝人股份有限公司,和三菱有限公司计划联手,大规模生产循环碳纤维,以促进高强轻质材料的回收利用。这3家企业共同掌握着全球碳纤维70%的市场份额。日本《化学经济》2008年3月临时增刊报道,碳纤维生产厂家相继增设生产能力。以PAN(聚丙烯腈)基碳纤维为例,除世界最大的东丽将在日、美、法3个基地增加生产线外,东邦特纳克斯也在日本和德国建设新的生产线。另外吴羽和日本石墨纤维这两家以煤炭沥青,和石油沥青为原料的沥青基碳纤维生产企业,也在2009年扩大产能。碳纤维企业正以能源问题和环境问题为契机,努力扩大市场需求。 碳纤维与金属相比,具有强度和模量、耐热性、导电性、耐磨性等优异特性,在体育休闲、一般产业、航空宇宙等领域广泛使用。PAN基碳纤维的世界需求估计约3万吨,以每年13%的速度,预期到2010年将增加到近5万吨。对于这种需求扩大,日本生产厂家从去年就提出了扩大产能计划。东丽2008年年初在日本本土提高了生产能力,并在2008年年底之前增强了在欧美的子公司的产能。另外东丽计划于2009年7月,设置加工性优异的特殊织物级的专用设备(1000吨/年),这次扩大产能的投资额约710亿日元,其目的是为了应对今后航空机和产业用的需求增加,使集团的生产能力在2010年年末前扩大到2.5万吨/年,将其市场占有率由现在的34%提高到38%。帝人集团的东邦特纳克斯投资107亿日元,于2008年4月在日本本土的产能增加约6成,在德国的子公司TTE也将于2009年8月扩大产能,其目标是强化收益能力。在碳纤维成形隔热材料领域市场占有率达50%的吴羽公司宣布,在2012年以前分阶段增加在中国的隔热材料设备,达产后将比现在产能扩大3倍左右,并将销售额增加1倍,约达到120亿日元。 ——碳纤维主要应用领域仍有发展 最近几年尤其在亚洲和欧洲,飞机乘客数量的增加促进了新飞机的需求增长。《空客全球市场预测》估计,2006~2025年间,飞机运营商将需要22700架客机和货机。这些OEM正引领着结构性复合材料用量的巨大增长,其中包括碳纤维,其最新的应用就是B787和A380飞机。航空航天领域是世界碳纤维的传统市场,根据世界第2大碳纤维生产商——日本东邦公司的预测,航空器中碳纤维复合材料的使用量,未来几年将以年均12%的速度继续增长,估计将从2007年的6820吨,增加至2010年是的10000吨以上,2012年可达13000吨。截至2007年12月空客A380收到了189个订单。A380为大型喷气式客机,其结构(包括主要结构)使用了22%的碳纤维复合材料。截至2008年1月中旬,波音公司宣布B787订单达到857架。B787中碳纤维/环氧预浸料的唯一供应商是东京的东丽公司(Toray),2家公司已经就Torayca预浸料签订了长达18年的供应合同,一直到2021年。据报道787主要结构的合同价值,高达20.3亿欧元(30亿美元)。新型超大型客机——空中客车A380和波音787,均大量使用环氧树脂浸渍碳纤维,或碳纤维增强塑料(CFRP)作为主要的结构材料。空中客车A380已在2007年10月投入商业服务,波音787计划在2009年进入商业运营。 碳纤维复合材料约占A380飞机35吨结构材料中的20%以上,包括中央翼盒、机尾组件以及压舱壁;波音787中结构材料有近50%需要使用碳纤维复合材料和玻璃纤维增强塑料,包括主机翼和机身。金属结构材料采用碳纤维复合材料后不仅可以减轻机身质量,而且还可以保证不损失强度或刚度,大大提高了燃油经济性。新一代的客机将使用更高比例的碳纤维复合材料。空中客车公司日前宣布,碳纤维复合材料将在新一代喷气式客机A350XWB中用于主机翼和机身材料。碳纤维在中小型喷气客机中的需求也将快速增长。例如三菱重工计划利用碳纤维复合材料,制作新一代支线喷气客机MRJ主机翼和尾部组件,该机型预计在2013年进入市场。欧洲空中客车公司授予赫氏复材其远程宽体客机A350XWB主结构件的长期供应合同,此合同要求赫氏复材供应碳纤维复合材料直至2025年。随着A350XWB设计告一段落,在未来的几个月里,赫氏复材和空客公司将共同对用于主结构件的赫氏复材产品进行确认,并完成最终的规范和认证。此合同预计将给赫氏复材带来40~50亿美元的收入。 另外除用于主结构件外,赫氏复材的复合材料还将用于,A350的次结构件和内装饰部件,产品包括织物、树脂、预浸料、胶膜、蜂窝、HexMC模压件等,这些与A350相关的材料,也将为赫氏复材带来相当可观的收入。根据该合同赫氏复材将主要提供,用新一代高韧性环氧树脂浸渍HexTow茁中模量碳纤维的HexPly茁预浸料。赫氏复材为扩大产能将明显增加投资,以满足日益增长的A350的订单。确切的投资规模和时间将按照空客公司与其它供应商的预测进行。复合材料及其部件将由赫氏复材,在美国、法国、西班牙、德国及英国的工厂生产。风能发电成本低廉,已成为人类开发新能源的重要领域。预计未来5年风能发电的市场需求将以每年1%~20%的速度增长。近年来虽然风力发电产业发展很快,但风力发电装备的关键部件(叶片),多使用玻璃纤维增强材料(GFRP)制造,难于满足叶片尺寸加大对刚性的要求。CFRP材料在叶片上的应用,无疑将促进风能发电产业的发展。就风能系统而言丹麦风机生产商维斯塔斯(Vestas)预测,到2020年全球的电力消耗量中,风电的份额最高将达到10%。该公司在风机叶片的载荷加强杆中使用碳纤维,目前为止已经安装了将近3.4万套的风机系统。西班牙Gamesa公司宣称,去年1月在全球已收到超过8000MW的风力发电机订单,其中3000MW已经安装完毕。 风电应用将推动大丝束(24K)碳纤维产量的增长。全球对清洁能源的需求还将促进终端产品制造商的持续投资。碳纤维在风机叶片中的应用到2010年,将成为继航空航天后的第2大应用。欧洲和亚洲在这一领域远远领先于美国。全球风机装机容量的增长速度正在加快,高碳纤维含量的长叶片制成的大容量风机将成为主要趋势。2008年新的风机装机容量大约为19000MW。如果风机的平均容量为2.5MW,那么就需要安装7600台风机,叶片数量预计为22800片。 碳纤维在汽车行业需求前景也较为乐观。碳纤维复合材料传动轴、尾翼和引擎盖已经在汽车行业广泛应用,虽然现在主要是用在豪华车型,但预计未来将在大众车型中推广。日产汽车、本田汽车和东丽公司,将联手开发汽车车体用的新型碳纤维材料。合作企业还包括三菱丽阳和东洋纺织,目标在2010年代中期以前开始量产,使车体较使用钢材者轻40%。日本政府亦支持该项计划,希望在全球开发环保车辆的趋势中取得领先地位。日本经济产业省计划未来五年投资这项计划20亿日圆(1850万美元)。目前碳纤维价格仍高、但随着钢价持续上扬,将可缩小两者间的差距。而采用碳纤维材质将可改善车辆的燃料效能,并使二氧化碳排放减少30%。 ——企业重视环境友好型循环碳纤维 碳纤维制品多用于特殊领域,其使用寿命和更新周期均有严格要求,大量废弃的碳纤维产品急待处理。据日本三菱人造丝公司估计,目前全球废弃的CFRP大约为1万吨,2010年可达2万吨。随着CF生产能力的扩大及增强材料的大量使用,环境友好要求企业重视CF的回收利用。发达国家已开始了这项工作:德国Thuringian(TITK)研究所开发的新工艺,不采用撕切处理就能从废弃CF纺织品中获取长度≥20mm,一般长度为30mm~70mm的碳纤维;西班牙INASMET运输安全机构经过两年的研究试验,采用化学和热解处理技术开发了CF-环氧树脂复合材料回收再利用的新途径,其回收产品可用于一般的CFRP。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,日本东丽公司、帝人公司(日本东京),和三菱丽阳公司计划联手大规模生产循环碳纤维,以促进高强轻质材料的回收利用。这3家企业共同掌握着全球碳纤维70%的市场份额,他们计划在2009年建立一个合资企业,从飞机和其他设备中回收和循环利用使用过的碳纤维。新公司的资金总额和所有权比率尚未确定,他们还计划邀请其他碳纤维制造商,如三菱塑料公司和吴羽公司来参与合作。该合资公司的风险是将回收工作外包给三井矿业公司福冈辖区的工厂。测试操作于4月开始,大约在今年秋天将标本运到这3家公司。 循环碳纤维的年产量将从开始的几百吨,增加到目前世界最大产量1000吨。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,东丽和其他公司将从合资公司购买碳纤维,然后将其与塑料混合,制造成每千克约2000日元材料,该价比同强度不可回收材料低30%。汽车制造者将碳纤维视为轻质汽车材料,在东丽及一些其他公司的带动下,将进一步鼓励采用循环碳纤维,提高材料及零件可回收成分。关于碳纤维在汽车上的应用,首先在汽车车身、底盘的应用,由于碳纤维增强材料有足够强度和刚度,其适于制造汽车车身、底盘等主要结构件的最轻材料,可使汽车车身、底盘减重40~60%,相当于钢结构重量1/3~1/6;在制动摩擦片上的应用,碳纤维还因其环保、耐磨特点,而应用在制动摩擦片上,但含有碳纤维复合材料都格外贵,所以目前主要应用高档轿车;在座椅加热垫上的应用,碳纤维汽车座椅加热垫是一个突破,在汽车配套市场变得越来越受欢迎,将会完全替代传统的座椅加热系统;在轮毂上的应用,德国轮毂制造专家WHEEL SANDMORE,推出的“Megalight-Forged-Series”轮毂系列,采取2片式设计,外环为碳纤维材质打造、内毂为轻量化的合金,搭配不锈钢制的螺丝,较一般同尺码减轻重量40%左右;在燃料贮罐上的应用,采用CFRP在满足要求的条件下,可以实现压力容器的轻量化。