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。碳纤维材料,工业界的颠覆者。吉林自行车碳纤维作用
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。福建机械碳纤维适合哪些地方碳纤维,创新材料助力工业升级。
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。
目前碳纤维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。 基于碳纤维极高壁垒的行业属性,其全球供应呈现明显的垄断格局。随着产能利用率的提升以及对需求前景的看好,国内碳纤维企业开 始新一轮产能扩张浪潮。未来几年,我国多家碳纤维企业纷纷扩大产能, 事件有中复神鹰投资50亿元西宁建设20000吨碳纤维的重大 扩建工程、光威复材将投资20亿元在包头建设“万吨级碳纤维产业化项目”、上海石化投资35亿元,建设24000吨原丝、12000吨大丝束 碳纤维项目等。 预计2021年底,我国碳纤维产能达到4.4万吨/年,未来将进一步快速增长,2025年或将达到26.0万吨/年,2020年-2025年年均复合增长 率达56%。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。
碳纤维对医疗器械设备也有着密不可分的关系,碳纤维及其复合材料可以制成人造假肢和人工骨骼等,性能稳定,生物相容性好,可与人体细胞共存。杨小平等研制的碳纤维导电发热材料具有辅助理疗保健的作用,可加快新陈代谢,促进血液循环,加快伤口愈合速度。碳纤维还具有X光透过性,CT扫描时将木床改为碳纤维纺织品覆盖可以减少对X光的吸收,碳纤维X光线透过性为木材的10倍。随着医疗水平的提高,在仪器设备上采用碳纤维复合材料具有较大的应用前景。碳纤维的工艺和专业用语。福建碳纤维应用场景
碳纤维细如发丝、轻如鸿毛,单根直径只有5至7微米,大约是人发丝的十分之一粗,密度大约只有钢的四分之一。吉林自行车碳纤维作用
由于碳纤维生产工艺流程复杂、研发投入巨大、研发周期较长,使得国际上真正具有研发和生产能力的碳纤维公司屈指可数。美国注重原始创新,日本擅长精细化生产,在碳纤维产业发展中各具优势。日本东丽、美国赫克塞尔垄断航空航天高性能碳纤维市场,日本东邦和日本三菱也在高性能碳纤维领域占据了一席之地;其他重点企业也各具特色,在原料多元化、合成体系、纺丝技术、丝束规格等方面具备各自的优势。随着中简科技 T700 级碳纤维和光威复材、山西煤化所、河南永煤集团、中石油吉化和江苏恒神 T300 级碳纤维在航空航天领域应用的逐步扩大,一定程度上削弱了日本及欧美等国在高性能碳纤维领域的垄断地位。吉林自行车碳纤维作用