中國粉體網(wǎng)訊 新材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性,、基礎性產(chǎn)業(yè)，也是高技術競爭的關鍵領域,。數(shù)據(jù)顯示,，2022年我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約6.8萬億元，比2012年增長了近6倍,，年均復合增長率超過20%,。今年1至9月,，新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已超過5萬億元，保持兩位數(shù)增長,。加速爆發(fā)的新材料,，究竟“新”在何處？一束碳纖維,，為何可拉動兩架大飛機,？和傳統(tǒng)材料相比，碳纖維又有怎樣的過人之處,？
來源：中復神鷹
細如發(fā)絲,、輕若鴻毛、強過鋼鐵
碳纖維是一種碳含量在95%以上的無機纖維,，由不同原料經(jīng)聚合、紡絲,、氧化,、高溫碳化而成,。根據(jù)原料種類,，碳纖維主要有聚丙烯腈基碳纖維、粘膠基碳纖維和瀝青基碳纖維3種,。其中,，以石油化工產(chǎn)品丙烯腈為主要原料的聚丙烯腈基碳纖維，占世界碳纖維總產(chǎn)量的90%以上,，是高性能碳纖維的最主要來源。
碳纖維具有細如發(fā)絲,、輕若鴻毛,、強過鋼鐵等優(yōu)異性能。碳纖維直徑通常為5—7微米,，只有頭發(fā)絲1/10左右粗細，密度較小,，一般為鋼的1/5,、鈦的2/5、鋁的3/5,。雖然“身輕體薄”，碳纖維強度卻非常高,，一般為鋼的35倍,。實際應用中，通常會將一定數(shù)量的碳纖維“細絲”像編繩子一樣纏繞起來,，一束標準的12K（即1.2萬根）碳纖維不到一支鉛筆粗，卻可以承受130千克左右的重量,。與此同時,，碳纖維能在3000攝氏度高溫下安然無恙,，在零下100攝氏度到100攝氏度之間，其尺寸基本保持不變,，并且能在高腐蝕性環(huán)境里使用,，可謂“真金不怕火煉”。憑借強度高,、模量高,、耐高溫,、耐腐蝕,、重量輕等諸多優(yōu)異性能，碳纖維在現(xiàn)代制造業(yè)中應用前景廣闊,，被譽為“工業(yè)黑色黃金”,。
應用場景豐富多樣
碳纖維一般不單獨應用于下游領域,，常作為增強材料，與樹脂,、金屬,、陶瓷等基體形成復合材料，其中以樹脂基復合材料應用最為廣泛,。從應用場景上看，全球碳纖維材料一半以上應用在工業(yè)領域,，包括航空航天,、風電葉片、體育休閑,、汽車工業(yè)等細分市場。
碳纖維葉片應用已成趨勢,。與玻璃纖維相比，碳纖維的比模量和比強度均大幅增加,，碳纖維復合材料比玻璃纖維復合材料密度更低,、強度更高，突破了玻璃纖維材料的性能極限,，可保障風機葉片在增加長度的同時降低重量。
汽車領域,。碳纖維復合材料所具備的優(yōu)點,，適用于汽車外觀件、車身結(jié)構(gòu),、底盤結(jié)構(gòu)件等多個場景,，是汽車深度輕量化的理想材料。目前,，碳纖維復合材料已應用到寶馬7系,、寶馬iX,、奧迪A8、蔚來ES6,、雪佛蘭等車型,。
在航空航天領域,，碳纖維的用量常被作為衡量航空航天裝備水平的重要標志。碳纖維復合材料可以用于飛機,、衛(wèi)星,、火箭等的制造，還能幫助產(chǎn)品減小噪聲,、節(jié)約燃料。
在體育運動裝備制造中,，碳纖維也能一展身手。如在網(wǎng)球拍,、自行車,、高爾夫球桿、滑雪板,、皮劃艇制造中,，充分發(fā)揮碳纖維材料重量輕的優(yōu)勢,，可以減輕運動員“負擔”。
全球需求持續(xù)攀升
世界上具備碳纖維研發(fā)和規(guī)�,；a(chǎn)能力的國家屈指可數(shù),，中國便是其中之一。2021年,，我國首次成為全球最大的碳纖維生產(chǎn)國；2022年,，國產(chǎn)碳纖維用量首次超越進口量,。今年五月，全球單體最大年產(chǎn)2.5萬噸高性能碳纖維項目,，在西寧全面投產(chǎn)。隨著國產(chǎn)化碳纖維大規(guī)模生產(chǎn)，曾經(jīng)被進口限制推高的價格應聲回落,，受限于成本的需求大量釋放。
根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù),，2023年上半年國內(nèi)風電新增裝機量22.99GW,，同比增長78%,，風電葉片大型化、輕量化需求高速增長進一步拉動碳纖維市場需求,。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),，2023年上半年國內(nèi)光伏新增裝機量78.42GW,，同比增長154%，碳/碳復材作為光伏領域的熱場耗材需求急劇增長進一步拉動碳纖維市場需求上漲,。近年來,，在全球能源轉(zhuǎn)型驅(qū)動及“雙碳”戰(zhàn)略及能源改革大背景下,，碳纖維在氫能領域的應用需求也在同步上漲。根據(jù)東麗公司發(fā)布的《Medium-Term Management Program Project AP-G2025》（中期管理計劃項目AP-G2025）預測,，隨著對綠色能源的需求增長，2022-2025年全球壓力容器用碳纖維復合年增長率高達42%,；2025年,，在壓力容器領域，碳纖維需求量預計將接近4萬噸,。
小結(jié)
作為新型材料領域的明星，碳纖維只是新材料飛速發(fā)展的一個縮影,。無論是從0到1的突破,，還是從1到100的深耕，以碳纖維為代表的新材料,，不斷通過技術創(chuàng)新,，撬動產(chǎn)品升級,，推動產(chǎn)業(yè)躍遷,。
參考資料：
人民日報.高性能碳纖維：應用前景廣闊的新材料
中國復合材料學會.盤點國內(nèi)碳纖維發(fā)展兩大“潛力股”領域
光明網(wǎng).一束碳纖維,，可拉動兩架大飛機！“新材料之王”打開5萬億元“新風口”
中復神鷹碳纖維股份有限公司2023年半年度報告
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
注：圖片非商業(yè)用途,，存在侵權(quán)告知刪除,！
