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简述:碳纤维复合材料发展现状及应用领域

2017-04-16 16:17:32 浙江联洋新材料股份有限公司 阅读

   国内的树脂基碳纤维复合材料,相对于欧美、日本等国家的纤维增强材料来说,还属于婴儿期阶段,但是正在快速生长。第一有国家政策的支持,国家“十三五规划”中明确指出新材料是国家发展的重点项目。第二有着强劲的市场推动性,轻质高强,轻量化的概念越来越深入人们生活以及工业需要。

1、碳纤维的发展现状以及新技术

      “十三五”中的国家新材料发展计划于中国制造2025指出了碳纤维材料为战略新材料,是国家重点发展的新材料。国内碳纤维发展迅猛,目前吉林石化48K原丝2万吨,精功3000吨大丝束碳纤维生产线,金山石化24K、48K500吨,蓝星2000吨大丝束碳纤生产线,康得新正在策划2020年4万吨大丝束,2025年10万吨大丝束,预计售价65元/公斤。

      碳纤维低成本技术不断突破,国内东华大学低成本碳纤维制备新技术研究,可降低电耗;日本2015年公布纺丝液全芳环化,不需要氧化,直接碳化;美国2016年初美国橡树岭实验室(ORNL)经过多年努力找到可削减50%成本的新型碳纤制造工艺。日本东丽公司正在研究T2000级别碳纤维,强度达到60GPa,理论强度为180GPa(依据T1000的碳纤强度6370MPa,是理论强度的4%)。

2、碳纤维编织物工艺

   (1)碳纤及机织物工艺;(2)碳纤经编织物工艺;(3)双向珍珠纹编织工艺(主要用于战斗机、火箭),目前国内没有珍珠纹编织的工艺以及设备;(4)碳纤维三维织物工艺;(5)碳纤维全实心的三维织物工艺(重量能达到4.5~6.2kg/m2)。

3、碳纤维的应用领域:

(1)通用航空,我国现有通航企业281家,到2020通用飞机约6000架,新增投资约为3000亿~4000亿。国产C919于2017年4月23日完成首次抬轮实验,抬轮实验的完成意味着C919具备了首飞条件。

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(2)无人机,其作用主要是侦查、导弹、测绘、农业、快递、检测、摄像、救灾等。全球无人机2015年市场一度达到36亿,预计2020年达到259亿。

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(3)高铁、地铁、城际轨道交通:转向架、车厢、设备舱、电池盒、摩擦材料。

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(4)风电叶片,是目前碳纤用量最大的市场,70米叶片,主梁用碳纤维,减重30%。一片5兆瓦以上叶片75吨,20~25%为碳纤维复合材料;

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(4)化工防腐和轻量化设备;

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(5)海洋装备,军舰,集装箱、弹药箱等。

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