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2017年中国碳纤维行业概况分析【图】

2019-05-22 15:4510000人浏览字号:T|T
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    1、碳纤维:21 世纪的“黑色黄金”

    碳纤维是由有机纤维在高温环境下裂解碳化形成碳主链结构,含碳量超过 90%的无机纤维。碳纤维外柔内刚,质量比金属铝轻,强度高于钢铁,具有耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等一般碳素材料特性,同时其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维轻质及优异的性能使其成为新一代增强纤维,在航空航天、海洋工程、新能源装备、工程机械、交通设施等方面有着广泛的应用,被称为 21 世纪的“黑色黄金”。

    碳纤维根据原丝种类主要分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其中,PAN 基碳纤维由于生产工艺相对简单,产品力学性能优异,用途广泛,自 20 世纪 60 年代问世以来,迅速占据主流地位,占碳纤维总量的 90%以上,而粘胶基碳纤维占比不足 1%。

    碳纤维根据力学性能可分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为 1000MPa、模量为 100GPa 左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度 2000MPa、模量 250GPa)和高模型(模量 300GPa 以上)。强度大于 4000MPa 的又称为超高强型;模量大于 450GPa 的称为超高模型。

PAN 超基碳纤维占比超 90%

数据来源:公开资料整理

碳纤维根据性能分为通用型和高性能型

数据来源:公开资料整理

    碳纤维按用途可分为工业级和宇航级两类,亦称为大丝束和小丝束。通常把 48K 及以上碳纤维称为大丝束碳纤维,包括 60K、120K、360K 和 480K 等。工业级碳纤维应用于不同民用工业,包括纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等。宇航级碳纤维初期以 1K、3K、6K 为主,逐渐发展为 12K 和 24K,主要应用于国防工业和高技术及体育休闲用品(如:飞机、导弹、火箭、卫星和钓鱼杆、高尔夫球杆、网球拍等)。工业级碳纤维性能相对较差,但成本较低,宇航级碳纤维性能优异,成本也相对较高。

    2、材料:全产业链四大环节缺一不可

    碳纤维与玻璃纤维类似,作为增强型纤维材料通常并不单独使用,而是制成终端碳纤维复合材料(CFRP)加以应用。完整的碳纤维产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程。通常从原油制备丙烯;丙烯经氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈聚合和纺丝之后得到PAN 原丝,再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维,并可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料,作为生产碳纤维复合材料的原材料;碳纤维经与树脂、陶瓷等材料结合,形成碳纤维复合材料,最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品。简单地可以划分为原丝生产、氧化碳化、中间材料和复合四个环节。

碳纤维及其复合材料生产过程

数据来源:公开资料整理

    相关报告:智研咨询发布的《2018-2024年中国碳纤维市场供需预测及发展趋势研究报告

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