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全球碳纤维及细分产品发展概况分析

原标题:全球碳纤维及细分产品发展概况分析

碳纤维是军用领域重要的复合材料之一,近年来随着中国武器装备行业的不断发展,碳纤维市场需求日盛,但长期以来我国高端碳纤维产品保持较高的进口依赖度。

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维材料,碳纤维具有轻质、高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀、便于大面积整体成形等优点,因此产品广泛应用于国防领域,能够达到使武器装备轻量化、高性能化、长寿命等用,碳纤维用量也已成为各国武器装备先进性的标志之一。

按照原材料的不同,碳纤维可以分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈基(PAN)碳纤维三种,其中PAN基碳纤维是目前最主要的种类。这是因为相比较而言PAN纤维生产工艺相对简单,而且产品的力学性能优良,用途广泛。根据新思界产业研究中心发布的《2018-2022年碳纤维行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,目前PAN碳纤维产量约占全球碳纤维总量的90%以上。

我国沥青基碳纤维开发从20世纪70年代初期开始,上海焦化厂、中科院山西煤化所先后开展过研究,并取得一定研究成果。沥青基碳纤维原料来源丰富,碳化收率高,但是原料调制复杂、产品性能较低,因此目前未得到大规模发展,青基碳纤维虽然抗压强度及加工性能逊于PAN基碳纤维,但具有优良的传热性能、导电性能、高模量和极低的热膨胀系数,使其在军工及航天领域发挥着独特作用。

目前全球范围内,能够规模生产沥青基碳纤维的主要是日本和美国的企业,主要企业包括日本吴羽化工工业公司,该公司主要生产通用级沥青基碳纤维,此外日本三菱化学公司、日本石墨纤维公司和美国BP公司是规模生产高性能沥青基碳纤维的公司。新思界投资分析师指出,目前全球沥青基碳纤维供需基本平衡,年需求量约在2000吨左右,其中中国通用级沥青基碳纤维产能约100吨,产需也基本平衡。

粘胶基碳纤维技术难度比较高,制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化,碳化效率低,这就导致产品生产设备复杂、生产成本高,且产品的产量较低。粘胶基碳纤维整体性能指标比PAN基碳纤维差,应用有限。

粘胶基碳纤维也有其特有的用途,产品的密度较低,比一般 PAN 基和沥青基碳纤维密度小 15%左右,所制复材更易实现轻量化,并且产品具有韧性好、生物相容性好、抗氧化和热稳定性好等优势,比较适合应用于防热隔热保温场景以及医用生物材料等,例如,美国和俄罗斯均利用粘胶基碳纤维作为复材的增强材料,用于洲际战略导弹弹头的大面积防热材料。目前该产品的生产主要集中在俄罗斯和美国,主要公司又联合炭化公司和希特柯公司等。返回搜狐,查看更多

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