碳纤维一般不是单独使用,而是以复合材料的形式被使用。复合材料指的是两种或两种以上材料复合而成具有一定的特殊功能和结构的新型材料,材料成分可以通俗化理解为基体材料+增强材料,其中基体材料多为树脂,陶瓷,金属,橡胶等材料,增强材料常为玻璃纤维或碳纤维。碳纤维原丝即PAN原丝质量固然重要,但若在中游复材环节,没有质量与性能突出、产业化规模的树脂基材,以及没有用于配套生产复材的 设备,碳纤维仍然无法得到大规模的应用。碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)作为高度工程化材料,具有高比模量和高比强度。山西激光切割机床碳纤维市场定位
根据我们统计,2020年我国原丝产能为4.96万吨/年,随着近年来多个企业抛出原丝扩产计划,我国原丝产能将继续提升,我们预计到 2025年,我国碳纤维原丝产能将达到54.86万吨/年,2020年-2025年年均复合增长率达56%。按照每生产一吨碳纤维需要耗费两吨原丝计 算,我国碳纤维原丝新增产能与碳纤维新增产能总体将保持匹配。碳纤维需求受益于风电叶片大型化与军机装备先进化保持高速增长,国内碳纤维加速扩产将促进上游原丝需求提升。目前碳纤维原丝行 业的有效产能高度集中,主要来自吉林碳谷、中复神鹰、光威复材、中简科技等,除吉林碳谷外,其他企业的碳纤维原丝产能多是碳纤 维产能的配套项目,以各企业自用为主。吉林碳谷是碳纤维原丝企业,产能位于全国,随扩产计划逐步落地,吉林碳谷市场份 额料将持续增加。重庆印刷设备碳纤维质量好不好碳纤维材料,工业界的颠覆者。
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。
碳纤维强度比钢材大68倍以上,弹性模量比钢材大1.8~2.6倍。而碳纤维的密度为钢材的1/4,即便是制作复合材料,密度也变化不大。碳纤维的热膨胀系数小,热导性好,导热率随温度升高而下降,耐高温和低温性能好,耐骤冷、急热性能好。碳纤维的导电性优良,25℃高模量碳纤维电阻率为7.75×10-2Ω·m,高精度碳纤维为1.5×10-1Ω·m。碳纤维的稳定性好,如耐酸性强,能耐浓盐酸、硫酸的腐蚀和浸渍,还抗辐射,能吸收有毒气体。碳纤维与其他材料相容性好。碳纤维质量较轻,弯曲性好,可加工性好,适用于不同的构件形状。碳纤维设计自由度大,成型较方便,能满足不同产品性能的要求。施工时不需要大型设备,工艺简单,对原结构没有损伤。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。
碳纤维质量小,可以节约大量燃料,据报道,航天飞机质量每减少1kg就可使运载火箭减轻500kg。碳纤维具有一定的刚性和导热性,使碳纤维复合材料在导弹、火箭等航天领域得到了广泛应用。碳纤维增强树脂复合材料是生产武器、飞行器的重要材料,用于飞行器上可以起到明显的减重作用,提高抗疲劳、耐腐蚀性能。波音公司生产的飞机材料中,50%使用碳纤维复合材料和玻璃纤维增强塑料,可减轻飞机质量,而刚度和强度不降低,节约了燃料。如果碳材料的比例继续增加,会使飞行速度提高20%左右。预测到2020年,只有复合材料才有潜力使飞机获得20%~50%的性能提升,碳纤维复合材料用量将达到65%。生活中无处不在的碳纤维。贵州切割机碳纤维生产企业
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碳纤维的分类包括原丝类型、丝束规格和力学性能。原丝类型主要有PAN基、沥青基和粘胶基,其中PAN基碳纤维因生产工艺简单、原料丰富及优越的拉伸强度占据市场主导地位。丝束规格可分为小丝束、大丝束和巨丝束。力学性能可分为标模、中模和高模。在将碳纤维原丝转化为可用的复合材料部件的过程中,复合成型是不可或缺的环节。碳纤维增强体与树脂基体必须经历特定的复合成型步骤,才能成功制造出碳纤维复合材料。在此过程中,树脂基体需在严格控制的条件下浸渍碳纤维或碳纤维织物,形成预浸料,这在大多数成型工艺中都是直接使用的材料。山西激光切割机床碳纤维市场定位