碳纖維在國內市場的應用情況分析

發布日期：2018-07-24信息來源：中國玻璃纖維復合材料信息網瀏覽次數：7183

      1. 應用現狀
      國內碳纖維需求正在快速增長，2014年中國碳纖維需求量約1.45萬噸，2015年達1.7萬噸，2016年1.9萬噸，占全球總需求的25%左右。近8年，碳纖維需求量的復合增長率達9.4%，未來年均增長率將超過10%，2020年需求量將超過3萬噸。
 

 

      從下游行業分布來看，航空航天、體育休閑和工業應用是碳纖維應用三個方向，但與全球碳纖維應用行業不同的是，國內碳纖維在休閑體育行業占比超過55%，在航空航天、汽車、新能源領域應用占比較低，預計到2020年，國內需求結構向國外靠攏。

 

      我國碳纖維研發始于上世紀60年代，幾乎和日美等過同時起步，但由于種種原因，相關研發項目被叫停。而日美等國對核心技術的壟斷與封鎖，使我國碳纖維生產技術和裝備水平整體落后于國外，無法滿足國家重大裝備等領域的需求。產業化生產工藝不成熟是導致目前碳纖維產品質量不穩定的主要原因。 
      國內碳纖維普遍存在單線生產能力小、能耗高、生產效率、自動化程度低等問題。能耗和輔助材料消耗大，生產成本高，限制了產業發展，導致主要的應用領域集中在低端市場。
 
      2. 航空航天領域
      民用航空方面，我國國產大型客機中國商飛C919的機尾和側翼也采用了碳纖維復合材料，占整機質量的12%，該型號客機目前訂單數量已超過400架。C919目前使用的是日本東麗的CFRP，但17年3月份的時候日本國會上提出《外匯法》修訂草案：在未經許可的情況下，將碳纖維和半導體等技術銷售給外國企業的話，最高將處以10億日元（6000萬人民幣）的罰款。和俄羅斯合作的C929商飛中碳纖維復合材料的使用量預計可達到50%左右，
      軍用航空方面，我國中航沈飛公司研制生產的殲11B和11BS戰斗機已經廣泛采用國產軍用碳纖維材料制成的垂直尾翼部件；直10和直19武裝直升機則大量使用由國產軍用碳纖維材料制作的機身框架結構、直升機旋翼、機翼蒙皮和直升機尾翼部件。此外，軍用無人機也大量采用復合材料結構以提升續航能力和可靠性，超大和超輕的碳纖維材料將成為無人機的主流耗材。 
      航天領域，我國的神舟一號到神舟九號飛船，其飛船推進分離系統的主承力部件由碳纖維復合材料制造。采用碳纖維復合材料可以大大減輕火箭和導彈的發射重量，節省發射費用。碳纖維復合材料的技術進步和廣泛應用將繼續推動航天技術的整體發展。
 
      3. 汽車領域
 
      我國國產的碳纖維新能源汽車起步較晚，奇瑞公司于2014年推出了插電式混合動力車艾瑞澤7，這款車的碳纖維車身由奇瑞和中國科學院共同研究打造，車身采用碳纖維復合材料，外殼重量減輕10%，油耗降低7%；車身總體減重達40%~60%。奇瑞稱這是中國第一臺車身主體由碳纖維復合材料構成的車型。2015年艾澤瑞7的銷量達2.26萬，占當年奇瑞總銷量的5.69%。2015年我國的新能源乘用車總銷量達到17.68萬輛，2016年1-8月的新能源汽車總銷量已經接近18萬臺，保持著強勁的增長態勢，估計到2020年，新能源乘用車的銷量可能突破100萬臺。隨著新能源汽車產業規模的高速擴張，碳纖維復合材料的汽車市場也有望實現爆發式增長。
 
      4. 體育休閑 
      從國內碳纖維需要布局看，體育休閑范疇碳纖維的需要仍占有中國碳纖維需要的首位，但其年增加率呈降低趨勢，預示這個行業呈現出飽和狀態，市場仍有巨大的增長空間。 
      傳統的體育用品大多選用木材及其復合材料制品。可是碳纖維增強復合材料的力學性能比木材高得多，它的比強度和比模量分別是杉木的4倍和3倍，是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因而，它在體育用品方面得到了廣泛的使用。 
      碳纖維增強復合材料首要用在以下幾個方面：高爾夫球棒,釣魚竿,網球拍,羽毛球拍，賽車，滑雪板，車架等。此外，碳纖維增強復合材料在體育用品方面還能夠制作動力雪撬用的繃簧板、洋弓、箭、跳竿、冰球棒、游艇、賽艇、賽艇槳、帆船桅桿、摩托車零件、爬山用品以及滑翔機、人力飛機等。