碳纤维按原丝类型分为4类:聚丙烯腈碳纤维、沥青碳纤维、粘胶碳纤维和酚醛碳纤维。聚丙烯腈碳纤维应用更广、发展更快,产量约占95%,主要用于碳复合材料骨架构件;沥青碳纤维具有高模量、高精度、导电、耐高温等优良特性,用于航天工业的工程材料,产量约占4%;粘胶碳纤维产量约占1%,用于隔热和耐烧蚀材料;酚醛碳纤维处于研究阶段,暂未形成工业化。按形态分为:长丝、短纤维和短切纤维。长丝用于宇航和工业构件中;短纤维用于建筑行业。按力学性能分为:高性能型和通用型。高性能型碳纤维强度为2000MPa、模量为250GPa以上;通用型碳纤维强度为1000MPa、模量为100GPa左右。按行业应用分为:宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维。小丝束为1K、3K、6K(1K为1000根长丝),现在较多的为12K和24K;大丝束为48K以上,直到480K。碳纤维具有高碳含量,直径在5–10μm范围内。广西精密机械设备碳纤维应用场景
碳纤维是指含碳量在90%以上的无机高分子材料,主要将聚丙烯腈(沥青或粘胶)等作为原料,经过高温氧化、碳化等环节而生成。碳纤维具有高硬度、高精度度、耐高温、耐腐蚀、轻质量等特性,可普遍应用于风电叶片、碳碳复材、航空航天、压力容器、休闲体育等领域,是性能优异、用途普遍的国家战略性新材料。碳纤维又强又轻,还兼备纺织纤维的“柔”。“飞扬”采用了三维编织技术,一条条黑色丝束,每一束都包含着1.2万根碳纤维丝。经过三维立体编织,后面就像“织毛衣”一样织成了火炬外壳,既能够耐高温,又能够耐火,在800摄氏度左右的燃烧环境下都可以正常使用,能够长时间承受火炬燃烧时产生的高温。这是碳纤维材料头一次被用在火炬之上,也是我国自主生产的碳纤维材料的精彩亮相,汇聚了世界的目光。在车身制造方面,碳纤维的优越性能也大有可为。2022年年初,中国石化自主研发生产的碳纤维成功应用于广州地铁18号线“湾区蓝”高速列车,“湾区蓝”成为国内首列车头罩采用轻质高精碳纤维复合材料的地铁列车。云南汽车碳纤维制作流程轻盈坚固,碳纤维带领未来。
预计到2023年、2025年全球碳纤维需求将增长至15万吨、20万吨,增长主要受风电叶片领域需求驱动。 风电叶片领域2023年、2025年对碳纤维的需求量或将达到6万吨、9.3万吨,对应贡献了全球需求增量的68.2%、67.4%(以2020年为基准)。 碳中和背景下,能源结构型调整势在必行,利好风电领域。中国明确提出了“碳中和碳达峰”的目标,美国将重新加入“巴黎气候协定”,并制 定“2035 无碳发电,2050 让美国实现碳中和”的目标,欧盟则提出了2050年实现碳中和的目标。政策驱动下,预计未来5年中国及全球风电新 增项目容量将持续增长,中国新增容量将增长至66GW,全球增长至119GW。风机大型化趋势,叠加Vesta 到期影响,将拉动大丝束碳纤维需求增长。大丝束碳纤维性能优越,可以使得叶片减重30%,因此超过3MW的风 机和超过50米的风电叶片需要运用到大丝束碳纤维。同时Vestas将碳纤维风电叶片制作低成本化,随着 即将到期,国内风电厂将积极开发此 类风电叶片,大丝束碳纤维需求将快速增长。
从全球碳纤维的应用端来看,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28.6%,航空航天领域应用占比15.4%,体育休闲领域占比14.4%,汽车工业领域占比11.7%,四个领域总计占比70.1%。风电占比较高,这主要来自于全球对清洁能源的重视程度上升,而国内2020年风电碳纤维需求中国内碳纤维供应占比 7%左右,其他均依赖进口,考虑到未来风电发展趋势,国内风电市场进口替代空间巨大。 市场对碳纤维及其复合材料有高性能要求,尤其在 航空航天领域,对于国内而言体现为较大程度的“刚需”。原丝是生产品质碳纤维的关键,其成本约占碳纤维生产成本的51%。
2020年全球碳纤维需求为10.69吨、同比增长3.05%。 从应用领域看:2020年风电叶片领域是碳纤维比较大的应用领域、需求量为 3.06万吨,占比为29%,该领域增长强劲,同比增20%。第二大应用领域是航 空航天(需求量1.65万吨,占比15%),需求量用量急剧降低,同比减30%。 第三大应用领域为体育休闲(需求量为1.54万吨,占比14%),需求稳定增 长,同比增2.67%。 从产品种类看:2020年标准模量大丝束产品占据碳纤维市场比较大份额,占比 为45.2%,同比提升3ppt。标模-大丝束占比提升来自风电市场驱动下的需求 增长,小丝束市场在航空航天市场萎缩下的需求下滑,以及小丝束市场供给 不足、使用大丝束替代的原因。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。河北自动化设备碳纤维市场定位
碳纤维的制备技术在不断创新与升级,由此带来碳纤维产品性能的提升,并诞生了更多种类的复合型碳纤维材料。广西精密机械设备碳纤维应用场景
碳纤维是一种含碳量在95%以上的 度、高模量的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量、密度低、无蠕变、良好的导电导热性能、非氧化环境下耐超高温、耐疲劳性好等特性,不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,广泛应用于 、航空航天、体育用品、汽车工业、能源装备、医疗器械、工程机械、交通运输、建筑及其结构补强等领域,是发展 与国民经济的重要战略物资。广西精密机械设备碳纤维应用场景