
在发达国家,碳纤维产业对支持产业升级乃至国民经济整体素质提高方面都发挥了重要的作用。我国于60年代末与国外基本同步开始了PAN基碳纤维的研制,但由于种种原因进展十分缓慢,同比发达国家落后了近30年。
2009年,国内碳纤维产业多年来发展落后缓慢的局面得以改变,生产企业和投资基地都在不断增多,本行业的发展从此进入了一个全新的时期。但是与发达国家相比,我国目前的碳纤维生产能力(特别是高端产品)与国际水平还存在相当的差距:产能只占世界高性能碳纤维总产量的0.4%左右,大量碳纤维产品仍靠进口,真正国产化还需要一个漫长的过程。
中复神鹰自主研发的年产1000吨碳纤维生产线于2008年10月顺利投料生产,2009年产量达到550吨,产销量位居国内第一位,有效缓解了国内碳纤维的供应紧张局面;威海拓展纤维有限公司也于08年引进了一条年产1000吨碳纤维生产线并顺利投产。但与发达国家相比,我国碳纤维产业刚刚起步,在产量和高端产品品种上仍还远远不能满足国防和国民经济建设的需要。
目前,国内碳纤维生产厂家在企业专有技术、人才资源、生产成本、营销网络等方面尚不具备与国外企业抗衡的能力,但国产碳纤维的成功开发,平抑了碳纤维的市场价格,促进了碳纤维及制品的应用。碳纤维复合材料制品以其质轻高强的特点,随着其生产低成本化,将在国内民航、石油开采、风力发电、压力容器等行业大量应用,成为行业新的增长点,碳纤维的消费量也将与日俱增,市场需求旺盛。而从供应上看,国内目前T-300级碳纤维供应量充足,但高档碳纤维生产供应仍是瓶颈,需要加强开拓T-700、T-800以及M40、M50等高模量产品。
碳纤维生产商主要有:中复神鹰、威海拓展、扬州惠通、吉林吉研、山西恒天、大连兴科等。
碳纤维材料及制品
近些年来,碳纤维等先进复合材料行业发展十分迅速,碳纤维在高端复合材料市场中应用已相当普及,主要包括军民用航空、体育休闲及民用工业三大领域。
在军用航空领域,高性能碳纤维复合材料主要应用于导dd头、d体箭体、发动机壳体的结构部件和卫星主体结构承力上,其中碳/碳和碳/酚醛复合制品是d头端头和发动机喷管的重要防热材料;在卫星构件上,高模量(MJ系列)碳纤维主要应用于卫星承力筒、桁架、夹层面板及电池板支架。在战斗机和直升机上,碳纤维复合材料应用于战机主结构、次结构件和战机特殊部位的特种功能部件,当前战斗机上碳纤维复合材料的用量已达到25%以上,军用直升机用量则高达50%以上。
在民用航空领域,高端碳纤维增强材料主要应用于民用大型飞机的制造。前两年每年世界上交付使用的波音和空客数量大约为250~350架,而空中客车A350中复合材料用量已接近总重量的40%;空中客车A380约22%为碳纤维增强材料;波音787客机复合材料中的50%使用了碳纤维,因减重而可节省20%的燃料。未来几年,民用大型飞机的市场需求量还将不断提升。据《空客全球市场预测》估算,从现在起到2025年间,世界各大飞机运营商共需要新增22700架客机和货机,高性能碳纤维将更广泛的应用于B787及A380的生产。该类航空器的产量扩张将使本领域内碳纤维复合材料的用量以年均12%左右的速度增长,估计到2010年其需求量会达到10000吨左右,2012年则可达到13000吨。
在体育休闲领域,碳纤维增强材料主要应用于高尔夫球棒、钓鱼杆、网球拍框架及碳纤维自行车制作。据估计,目前世界范围内高尔夫球棒的年产量为3400万副,主要产地在美国、日本、中国大陆和台湾;碳纤维钓鱼杆的年产量约为2000万副,网球拍框架的全球市场容量为600万副/年。
碳纤维自行车近些年来在欧美等国家十分流行。这些国家的人民生活水平普遍较高,自行车更多的应用于休闲健身及环保出行,对产品追求更多的是轻质高强,这就给碳纤维自行车创造了极大的市场空间。目前,美国、英国、中国大陆及台湾地区都已开发生产出碳纤维自行车车架及整车,台湾捷安特公司曾一度获得年产100万辆碳纤维自行车的订单,而国内企业浙江力霸皇集团有限公司也在2009年前五个月创造了出口欧盟7000辆碳纤维自行车的营销佳绩。可以肯定,随着碳纤维生产成本不断降低,加之未来人们的环保意识加强及低碳经济流行,国内外碳纤维自行车市场将会发展更快,较低价位的碳纤维自行车将逐步走进百姓生活。以国内08年8700万辆左右的自行车产量,碳纤维自行车以其优越性能,合理的价位,预计将很快覆盖2%的市场,并会在国内成为年轻人的时尚潮流。
在一般的民用工业领域,近些年来碳纤维增强材料的应用比例一直呈现明显的上升态势,其中风电产业领域最值得关注,具备出众抗疲劳性能的碳纤维材料被选作为风力机叶片中理想的增强材料之一,碳纤维在该领域的应用到2010年后将成为继航空航天领域后的第二大市场。据相关部门统计:全球2008年应用于大型风电机组叶片上的碳纤维用量已达6000吨/年,预计到2010年之后该领域对碳纤维的需求量将会增长到10000吨/年以上。
汽车产业是除风电产业外碳纤维产品在民用工业领域应用的又一大市场。据相关资料统计,碳纤维应用于汽车主要是取代部分钢制零部件:碳纤维复合材料传动轴、汽车尾翼及引擎盖已在汽车上广泛应用,车体重量也大幅度下降,一般来说可以减重40%左右,相应地可节省30%以上的燃油消耗和尾气排放。由于减重、节油和环保是该产业重要的效益指标,因此碳纤维在该领域的应用引起了世界各国政府和相关企业的重视:美国已先行投资1.95亿美元执行一个汽车车体轻量化的5年发展计划;日本的日产汽车和本田汽车企业也将与东丽公司联手开发汽车车体用新型碳纤维材料,合作企业还包括三菱丽阳和东阳纺织,该合作项目计划2010年以后开始实现量产。
除上述产业外,碳纤维增强材料在土木工程、油气田开发、高压容器、电力传输、纺织机械部件等民用工业领域的其它产业应用中也相当广泛。以土木工程为例,目前美国已有3000座桥梁采用了碳纤维进行加固补强;在沿海油气田开发产业中,碳纤维主要应用于各种安全绳索的制备,据测算美国每年用在该类安全绳索上的碳纤维量保持在1000吨左右;在电力传输产业中,碳纤维主要应用于复合材料缆芯部件的制备,美国在该领域的年市场需求预计2010年以后也将达到1000吨左右。
以上几大产业领域为碳纤维复合材料当前和今后数年内主要的应用市场。虽然整体应用范围在今后数年内都不会有太大变化,但是三大领域之间的应用比例却有较大改变。统计表明,国际碳纤维市场中航空业的应用比例近些年来有所上升,已经超过了20%;体育休闲领域的应用比例已降至20%以下;而民用工业领域的应用比例则已超过了60%。
从整体供需状况上看,目前世界上碳纤维的主要消费地区仍然集中分布在美国、欧洲和日本。日本东丽公司的统计预测表明:世界碳纤维需求量将以每年13%左右的速度增长,2010年PAN基碳纤维的全球市场容量将达到5万吨左右,到2012年将达到6万吨,2015年将达到88000吨,而到2018年将达到10万吨。为满足不断增长的需求,世界七大碳纤维制造商都已计划在未来的3~5年内实现扩产,市场供应短缺、价格暴涨的碳纤维危机时代已经过去,世界碳纤维市场在未来几年的市场竞争将日趋激烈。
2000年以前,我国碳纤维生产工艺技术长期处于落后状态,生产规模也非常小,远远不能满足我国先进复合材料的需求,所需产品均需从国外高价进口。近几年来在国家大力支持和科技工作者的辛勤努力下,已经研制出T-300水平的碳纤维。中复神鹰和威海拓展两条千吨级生产线已投入运行,据预测我国将要建成的产能可达万吨。
由此可见,国际市场上碳纤维的供求关系日趋平衡,而国内碳纤维市场目前的T-300货源较为充足,但高端产品,尤其是(M40/M50/T-700级及以上)的供应仍十分紧张。据不完全统计,近两年我国对碳纤维的年平均需求量约7000~8000吨,年需求增长率约15%。预计到2010年底,国内需求量将达到9000吨左右,2010年以后将突破万吨大关,而国内现有的年产量与需求相比还有一定的差距且高端产品还未实现国产化,自给缺口相当大。
从应用领域上看,近期我国碳纤维产品的消耗比例为:体育休闲领域60%,一般民用工业领域30%,航空航天领域10%,而这一应用比例并不与国际市场接轨。国际市场上高端碳纤维产品有着更大的市场空间,而体育休闲用碳纤维产品市场则需求已处于稳定。而国内随着碳纤维的低成本化,碳纤维制品开发方兴未艾,应用领域不断扩展,但同时由于碳纤维产品属于高新产品,需要时间进行市场开发和引导,国此国内对碳纤维及制品将有持续增加的需求。由于面临碳纤维材料的国际化竞争,国内碳纤维企业也要加快发展碳纤维高端产品(T-700级及以上),才能在激烈的市场竞争中求得生存和发展。
碳纤维是一种密度很低的含碳量在95%以上的一种纤维材料,这种新型的纤维材料现在在很多领域都有帮助,因其性能方面导电性能好、耐高温等优点,在国内外运用都非常广泛。碳纤维材料有一个非常重要的作用,在航天方面作用非常显著,这种材料可以帮助制造火箭、飞机等大型设备,想要了解更多碳纤维的知识以及用途,就随着小编来了解一下吧。
碳纤维,是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。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“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。制成的碳纤维单向板材能充分发挥碳纤维的强度和d性模量,在施工时可免除碳纤维单向织物的树脂固化阶段,强度利用效率高,施工方便。
碳纤维板的特性:
1、机械强度高,优越的耐磨性,耐化学性能、防静电效果优越
2、耐温长期使用在280度,瞬间使用温度可达到310-350度
3、尺寸稳定性好,变形小,易加工,使用寿命长
4、碳纤维板能持续在260℃的 *** 作温度的苛刻环境中,短时温度可以达到350度也不会造成高温纳米复合材料(合成石)积层分离。合成石碳纤维板能改善PCBA在波峰式焊锡过程中的品质,避免金手指或接触孔因为人为的碰触而受到污染。
碳纤维板的用途:混凝土梁抗弯、抗剪加固,混凝土楼板、桥板加固补强、混凝土、砖砌体墙,剪刀墙补强,桥墩、桩等柱加固补强,烟囱、隧道、水池、混凝土管等加固补强。
碳纤维在现在的制造业的运用越来越多了,因为碳纤维的优良性能很多,传统的玻璃纤维不及碳纤维的导电性、导热性、耐腐蚀性好,把碳纤维运用在混凝土加固时,它的强度高、耐腐蚀性能好等特点,在土木建筑中作用可不小,更坚固、安全性能更高,运用在车辆外壳里,变得更坚固,抗冲击,家用汽车得到更好保护。小编对碳纤维板介绍就到这里了。
碳纤维板厂家
1、上海滠口实业有限公司
上海滠口实业有限公司是专业从事建筑结构加固材料研发生产销售及施工技术服务为一体的新兴高科技企业。公司依托上海同济、房科院等著名机构下属的结构科研所,共同开发出SKO加固系列产品,主要产品有,植筋胶、碳纤维布(东丽丝、台丽丝)、碳纤维板,粘钢胶,灌浆料,机械锚栓等加固系列产品。
2、深圳市索林科技有限公司
索林科技2009年成立于世界电子之都深圳。公司自成立以来专注电子材料产品,抓住国家产业升级和电子行业高速发展带来的历史机遇,通过不懈努力一步步发展壮大。为更好的服务客户,公司开拓行业纵深,致力于绝缘板、覆铜板的生产销售。大力发展环氧板,防静电环氧板和碳纤维板,无卤素玻纤板材等的生产与加工,以满足客户需求。
3、卡本复合材料(上海)有限公司
卡本复合材料(上海)有限公司(以下简称上海卡本)为卡本复合材料(天津)有限公司全资子公司,业务范围包括结构加固材料的产品供应、技术咨询、技术服务,作为卡本东部地区的仓储、物流中心等工作,致力于更好的为江浙沪地区的客户提供优质便捷的服务,发挥出上海营销中心的作用,打造出一流的物流服务体系。 上海卡本依托母公司强大的研发与技术能力,供应高质量的碳纤维补强材料、粘钢胶、灌钢胶等传统结构加固材料。
以上就是有关碳纤维板的用途的相关内容,希望能对大家有所帮助!
1971年,TORAY成了世界上第一人制造商,从事PAN基碳纤维的人型工业化生产,并将其产品命名为“TORAYCA”,是TORAY碳纤维的缩写。目前,TORAY是全球生产和营销碳纤维的领导者。目前,全世界主要生产两种碳纤维。一个是PAN基碳纤维以聚丙烯腈为原料,另一个是沥青基的碳纤维,由煤、石油利合成沥青蒸馏而成沥青,然后再聚合成纤维。
在强度上PAN基的碳纤维要优丁沥青基的碳纤维,因此在全世界的碳纤维生产中占有绝对性的压倒优势。
1.碳纤维的生产工艺
对于碳纤维的生产工艺,当生产PAN基碳纤维的时候,被称为“母体”的聚丙烯腈纤维首先要通过聚合和纺纱工艺加工聚丙烯腈而成。然后,将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。另外,还要在碳化炉中,在温度为1000到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。除了常规类型的细碳纤维之外,PAN基碳纤维还包括粗纤维,被称为“人丝束类型碳纤维”,这种粗纤维的生产成本比较低。
2.碳纤维特性
正如通常人们所说的,碳纤维比铝还要轻比钢还要硬,它们的比重是铁的四分之一,比强度是铁的十倍。通过与其它纤维的这种比较,你就可以初步了解碳纤维的特性。还有,碳纤维首先是一种物质,是由和钻石同等材质的碳制成的。出于这种原因,另外还有在优越的抗张强度利抗拉模量,碳纤维在化学组成上非常稳定,并且具有高抗腐蚀性。碳纤维的其它特性包括高度的X射线穿透性,较高的抗化学,抗热和抗低温能力。
碳纤维的这些特性也就意味着他们可以被应用于很多的领域。主要的应用包括体育运动,例如高尔大球棒和钓鱼杆;航空应用包括飞机元件;和工业应用。随着工业的不断进步,人们正在寻找很多具有新能的材料,碳纤维的需求在逐渐增长,广泛地应用于医疗设备、压力容器、土木工程和建筑材料、能源、其它新的工业应用上。碳纤维的生产成本也在逐渐降低,加工技术趋向多元化,制造商可以按照具体的应用提供一系列的碳纤维产品。所有的这些都支撑了以工业应用为中心的新型应。
3.碳纤维的产品形式及制造工艺
碳纤维有四种产品形式:纤维,布料,预浸料坯,和切短纤维。布料指的是由碳纤维制成的织品。预浸料坯是一种产品,是将碳纤维按照一个方向一致排列,并将碳纤维或布料刚树脂浸泡使其转化成片状。切短纤维指的是短丝。
按照不同的配比,这些产品和树脂一起应用将形成碳纤维强化塑料(CFRP)。
将树脂附在纤维上可以制成压力容器和轧滚,将它们缠绕在一个芯儿上,然后进行塑化或硬化处理。这种方法被称为“缠绕成型法”。
将布料放入一个模型中,然后刚树脂浸泡,可以川米生产卡=乍和划艇的车身部分。这就是所说的“树脂转注成型法(RTM)”。
飞机元件的制造是通过在高压釜中给预浸料坯加热,加压和塑化成型而成的。将预浸料坯缠绕在一个芯儿上,然后将其加热和塑化,这就是所说的“薄片缠绕法”,用这种方法可以用来制成高尔夫球棒利钓鱼杆。短丝与树脂混合可以形成混合物,经过加工后可以生产山机器元件和其它产品。
过去,预浸坯料是应用最广泛的碳纤维形式,通过在反应釜内利用薄片缠绕法预制而成。然而,近来,随着新的工业应用的开发,纤维缠绕成型法,混合物和其他的预制方法得到了更加广泛的发展。像RTM这样的成型法的应用,使得制造商可以更加有效地制成大型产品。碳纤维与最合适的树脂及预制工艺的结合使得碳纤维的应用更加具有吸引力。
4.应用的发展
目前,各种应用占碳纤维年需求的比例如下:体育应用大约为30%,航空应用为10%,工业应用为60%。
体育应用中的三项重要应用为高尔夫球棒,钓鱼杆和网球拍框架。目前,据估计每年的高尔大球棒的产量为3400万。按照《国家利地区分类,这些高尔大球棒主要产地为美国,中国,日本和中国台北,美国和日本是高尔夫球棒的主要消费地占80%以上。全世界40%的碳纤维高尔大球椿都是由TORAY的碳纤维制成的。
全世界碳纤维钓鱼杆的产量人约为每年2000万副,这就意味着这种应用对碳纤维有着稳定的需求。
网球拍框架的市场容量人约为每年600万副。其它的体育项目应用还包括冰球棍,滑雪杖,射箭,和自行车,同时,碳纤维还应用在划船,赛艇,冲浪,和其它的海洋运动项目中。
在1 992年问,航空应川中对碳纤维的需求开始有所减少,主要是受到了商业飞机业衰退的影响,但是在1995早期有得到了迅速的恢复。恢复的主要原因是由于生产效率在整体上都得到了提升,同时也开始全力生产波音777飞机,TORAY的碳纤维被用做结构材料,包括水平和垂直的横尾翼和横梁,这两部分结构是如此的重要,如果他们受损,那么整个飞机在飞行的过程中就可能坠毁。这些材料被称为“首要的结构材料”,因为他们是如此的重要,所以对他们的质量要求是极其苛刻的。对于波音777飞机,TORAY是波音公司指定的唯一有资格的碳纤维制造商。
欧洲空客也在他们的飞机上使用了大量的碳纤维,TORAY的TORAYCA碳纤维有望将被大量地应用在他们的新型客机A380上。
在工业领域,碳纤维的应用也相当广泛,作为材料,它们正在替代金属和混凝土来满足环境、安全和能源要求,在工业领域对碳纤维的需求量正在呈现上升趋势。
在土木工程和建筑领域,应用碳纤维的抗震修复和加强法是一项主要突破,正在此领域得剑更加广泛的推广。在铁路建筑中,大型的顶部系统和隔音墙在未来会有很好的应用,这些也将是很有前景的应用。压力容器主要用在汽车的受压大然气(CNG)箱上,如图所示,还用在救火队员的固定式呼吸器(SCBA)上。CNG罐源于美国和欧洲国家,现在日本和其他的亚洲国家也对这项应用表现山了极大的兴趣。
碳纤维的其它应川包括机器元件、家用电器、微机、及与半导体相关的设备的复合材料的生产,可以用来起剑加强,防静电,和电磁波防护的作用,另外,在X射线仪器市场上,碳纤维的应用可以减少人体住X射线下的暴露。
随着碳纤维成本的连续降低,和世界范同内的环保要求的提高,碳纤维开始被应用于汽车领域,将来它们会被应用做尾部沸腾器,发动机,传动轴和燃料箱材料,在未来将有很好的前景。
5.碳纤维市场的历史
碳纤维的全方位商业化始丁20世纪70年代,70年代是高尔大球棒和钓鱼杆应用的引入和发展时期,主要是在日本。在80年代早期,碳纤维开始被广泛地川在客机和航空飞行器上作为结构材料,主要是用在欧洲和北美。
然后,人们提高了对碳纤维的认识,开始把它当成一种高质苗的材料,并在20世纪80年代中期得到了飞速的增长。在80年代中期,空客公司开始将CFRP作为首要的结构材料应用在它们的飞机上,而且,随着碳纤维在网球和新的体育项目的应用,碳纤维市场得剑了稳步的扩展。尽管住1991年的海湾战争之后,航空业的发展走向衰退,全球经济开始停止不前,碳纤维的需求增长也趋向缓慢,白90年代中期以斤,碳纤维的工业应刚开始成为新的需求增长点。尤其是,欧洲和北美开始将碳纤维应用与压力容器上,这种增长非常显著,由丁1995年的神户人地震,加快了抗震加固应用的需求。在未来,预计碳纤维的主要应用领域将侧重于工业应用,而且这一需求将会稳步增加。
另外,新一带的航天计划和与汽下相关的应用都将促进碳纤维的工业化应用。
6.供需状况
在2004年,常规型的碳纤维的产能约为25000 吨,其中75%由和日本相关的制造商生产。另外,低成本的粗碳纤维一被称为“人丝束类型”的碳纤维的产量也有几千吨,人丝束类型已经开始被用于低端的体育和工业应用中,同时也被应用于过去只有玻璃纤维才涉及的领域。
对丁碳纤维米说,通常所说的70%的宣布的产能是实际的产能。所宣布的产能通常是以标准产品类型为基础进行计算的,但是对于碳纤维,除了具有标准强度和模量的标准产品之外,还有很多其他的根据技术特性而定的等级产品。纤维的粗度也不尽相同,因此,按照产品类型和纤维粗度来划分,他们的产能是不同的。在生产多种产品的时候,换产会很浪费时间。因此,实际的产能通常会低于宣布的产能。
从2003到2010年按照应用和领域来划分的全球需求和需求预测。到2010年的这段时间内,碳纤维的需求将每年增长7.5%。预计到2010年碳纤维的总需求量将达到32000吨。
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