今天給各位分享碳纖維制造工藝的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的研究進(jìn)展及未來發(fā)展趨勢(shì)的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)碳纖維的制造的基本過程進(jìn)行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開始吧！，本文目錄一覽：，1、，碳纖維研究進(jìn)展及發(fā)展現(xiàn)狀，2、，碳纖維未來的發(fā)展前景如何？
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本文目錄一覽：
碳纖維研究進(jìn)展及發(fā)展現(xiàn)狀
全球碳纖維分領(lǐng)域需求上升
碳纖維復(fù)合材料具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高的特性，活躍在各種各樣的用途上。包括用于追求輕且易用的高性能體育用品、追求在宇宙飛行用的輕量且高性能材料的航空航天飛行器，以及壓力容器、汽車、風(fēng)車、船舶、土木建筑等各種各樣的一般產(chǎn)業(yè)用途。根據(jù)賽奧碳纖維技術(shù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球碳纖維運(yùn)用細(xì)分領(lǐng)域中風(fēng)電葉片葉片和航天國防領(lǐng)域最多，分別達(dá)到22000噸、21000噸。而增長(zhǎng)最為顯著的是汽車零部件領(lǐng)域，2013-2018年需求復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到33%。
從全球市場(chǎng)看，2018年全球市場(chǎng)碳纖維需求為9.26萬噸，預(yù)計(jì)在2020年全球需求將達(dá)到11.21萬噸。
就需求結(jié)構(gòu)而言，碳纖維材料總量一半以上應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，風(fēng)電葉片領(lǐng)域應(yīng)用占比24%，航空航天領(lǐng)域應(yīng)用占比23%，體育休閑領(lǐng)域占比15%，汽車工業(yè)領(lǐng)域占比12%，四者總計(jì)占比74%。其中，體育休閑用品所消耗的碳纖維呈逐年下降之勢(shì)。
從產(chǎn)能的角度來看，全球碳纖維市場(chǎng)基本被日本和美國企業(yè)壟斷。2018年世界碳纖維產(chǎn)能為15.5萬噸。從地區(qū)來看，美國生產(chǎn)3.73萬噸占24%，日本生產(chǎn)2.91萬噸，占比19%，中國生產(chǎn)碳纖維2.68萬噸，占比19%。
但是從企業(yè)來看，日本企業(yè)在全球小束絲碳纖維市場(chǎng)份額占到約58%，其中日本東麗占比27%、日本東邦占比18%、日本三菱占比13%;全球大束絲碳纖維市場(chǎng)集中度更高，基本被日本Zoltek和德國SGL兩家控制(注：Zoltek2013年被東麗收購)，Zoltek全球占比49%，德國SGL全球占33%。
中國碳纖維處于產(chǎn)能擴(kuò)張階段
從整體供需狀況上看，目前世界上碳纖維的主要消費(fèi)地區(qū)仍然集中在美國、歐洲和日本。根據(jù)賽奧碳纖維技術(shù)統(tǒng)計(jì)，中國碳纖維需求量一直維持穩(wěn)步上升趨勢(shì)，2018年國內(nèi)碳纖維市場(chǎng)需求為3.1萬噸，同比增長(zhǎng)32%，預(yù)計(jì)未來年復(fù)合增長(zhǎng)率為12%，在2020年國內(nèi)市場(chǎng)需求將達(dá)到3.89萬噸。
目前國內(nèi)T300級(jí)碳纖維性能達(dá)到國際水平，主要運(yùn)用于航空航天及體育休閑等領(lǐng)域;T700級(jí)碳纖維已建成千萬噸級(jí)生產(chǎn)線，低成本干噴濕紡T700級(jí)碳纖維已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn);中國首條千噸級(jí)T800原絲生產(chǎn)線由中復(fù)神鷹生產(chǎn)線2016年投產(chǎn);但T800級(jí)以上的碳纖維國內(nèi)企業(yè)還處于小規(guī)模試驗(yàn)，技術(shù)相對(duì)東麗還是存在較大差距。中國在T800級(jí)別以上的碳纖維生產(chǎn)中都還是處于小批量試驗(yàn)生產(chǎn)階段，而國外的東麗公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了比較成熟的高模產(chǎn)品。中國碳纖維公司產(chǎn)能前三名是：中復(fù)神鷹、江蘇恒神以及精密集團(tuán)。
——以上數(shù)據(jù)來源于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國碳纖維行業(yè)深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。
碳纖維未來的發(fā)展前景如何？
碳纖維是一種高性能材料，與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合制備成結(jié)構(gòu)材料之后，可廣泛應(yīng)用于軍工、航天、交通、新能源、汽車輕量化以及體育用品等領(lǐng)域。2020年，全球碳纖維產(chǎn)能排名前三的國家分別是美國、中國和日本。從生產(chǎn)企業(yè)看，日本東麗與卓科泰克合并后，碳纖維產(chǎn)能達(dá)5.37萬噸，在行內(nèi)遙遙領(lǐng)先。
多家中國企業(yè)如中復(fù)神鷹、江蘇恒神和光威復(fù)材的產(chǎn)能也超過5000噸。從細(xì)分市場(chǎng)看，小絲束碳纖維市場(chǎng)中，日本企業(yè)占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。日本東麗、東邦和三菱三家企業(yè)占據(jù)全球小絲束碳纖維市場(chǎng)份額的49%。大絲束碳纖維市場(chǎng)中，美國赫氏領(lǐng)先全球，占據(jù)了58%的全球市場(chǎng)份額。
1、碳纖維的定義與分類
碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機(jī)高性能纖維，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。同時(shí)由于其獨(dú)特的高強(qiáng)高模優(yōu)異性能，與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合制備成結(jié)構(gòu)材料之后，可廣泛應(yīng)用于軍工、航天、交通、新能源、汽車輕量化以及體育用品等領(lǐng)域。
按力學(xué)性能分類，碳纖維可以分為大絲束碳纖維和小絲束碳纖維。前者主要應(yīng)用于工業(yè)，后者主要應(yīng)用于國防軍工、航空航天、體育等領(lǐng)域。
2、碳纖維產(chǎn)能區(qū)域分布-美、中、日三足鼎立
2020年，美國、日本和中國碳纖維理論產(chǎn)能占全球碳纖維理論產(chǎn)能的59.8%。其中，美國的碳纖維理論產(chǎn)能最大，為3.73萬噸;排行第二的是中國，其碳纖維理論產(chǎn)能為3.62萬噸;排名第三的是日本，碳纖維理論產(chǎn)能為2.92萬噸。
3、全球碳纖維主要生產(chǎn)企業(yè)：東麗+卓爾泰克遙遙領(lǐng)先，多家中國企業(yè)產(chǎn)能超五千噸
從產(chǎn)能角度看，2020年全球碳纖維領(lǐng)先企業(yè)集中在日本和美國。東麗與卓爾泰克合并后，總產(chǎn)能在業(yè)內(nèi)一枝獨(dú)秀，達(dá)約5.37萬噸。西格麗集團(tuán)和三菱麗陽分別位列第二和第三，產(chǎn)能分別為1.48萬噸和1.41萬噸。近年來隨著中國碳纖維技術(shù)的發(fā)展，中國的民族企業(yè)產(chǎn)能也有所上升，其中中復(fù)神鷹的產(chǎn)能在2020年實(shí)現(xiàn)超過8000噸，江蘇恒神的產(chǎn)能超過5000噸，光威復(fù)材的產(chǎn)能超過5000噸。
4、小絲束碳纖維市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局：日企優(yōu)勢(shì)較大
在全球小絲束碳纖維市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，日本企業(yè)占據(jù)了優(yōu)勢(shì)地位。2020年，日本東麗、東邦和三菱三家占據(jù)全球小絲束碳纖維市場(chǎng)份額的49%。其中日本東麗產(chǎn)能占全球小絲束總產(chǎn)能的26%，東邦小絲束產(chǎn)能占全球小絲束總產(chǎn)能的13%，三菱占10%排第三。
5、大絲束碳纖維市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局：美國赫氏穩(wěn)占第一
大絲束碳纖維主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，包括：紡織、醫(yī)藥、衛(wèi)生、機(jī)電、土木建筑、交通運(yùn)輸和能源等。2020年，在大絲束碳纖維的領(lǐng)域中，美國赫氏為全球主要的大絲束供應(yīng)商，占據(jù)了58%的全球市場(chǎng)份額，其次是占比31%的德國SGL，和占比9%的日本三菱，其他企業(yè)僅占剩余的2%。
—— 更多行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)請(qǐng)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國碳纖維行業(yè)深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》
碳材料的發(fā)展趨勢(shì)
發(fā)展趨勢(shì)：前景廣闊
現(xiàn)今，碳纖維行業(yè)總體技術(shù)尚不成熟穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量及性價(jià)比相對(duì)較低。不過，隨著我國高端碳纖維技術(shù)的不斷突破以及生產(chǎn)向規(guī)?；头€(wěn)定化發(fā)展，企業(yè)布局逐漸向高附加值的下游應(yīng)用領(lǐng)域延伸，我國碳纖維行業(yè)將逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，企業(yè)盈利能力有望逐步恢復(fù)，市場(chǎng)走向良性健康發(fā)展道路。
尤其是在國務(wù)院正式發(fā)布的《中國制造2025》中，對(duì)我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展作了整體部署，明確了建設(shè)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)，選擇10大優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)作為突破點(diǎn)，力爭(zhēng)到2025年達(dá)到國際領(lǐng)先地位或國際先進(jìn)水平。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)，碳纖維行業(yè)將出現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)：
——更多本行業(yè)研究分析詳見前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國碳纖維行業(yè)深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。
碳纖維材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
行業(yè)主要上市公司：吉林化纖(000420);中復(fù)神鷹(688295);光威復(fù)材(300699);精功科技(002006);中簡(jiǎn)科技(300777);吉林碳谷(83677)等。
本文核心數(shù)據(jù)：中國碳纖維產(chǎn)能;中國碳纖維產(chǎn)量;中國碳纖維需求量
行業(yè)概況
——定義
碳纖維(CF)是指含碳量大于90%的纖維材料，可以用粘膠、聚丙烯腈以及瀝青等有機(jī)纖維在高溫下碳化制取。高強(qiáng)、高模CF主要由聚丙烯腈長(zhǎng)絲在1000℃以上高溫碳化形成，它與樹脂、金屬、陶瓷、碳、玻璃等復(fù)合后具有模量高、強(qiáng)度高、重量輕、抗疲勞、耐腐蝕等特性，廣泛應(yīng)用于航天、航空、軍工、航海、化工、電子、建筑以及體育休閑等領(lǐng)域，是軍民兩用的高技術(shù)纖維。
當(dāng)前，各國大多按照習(xí)慣對(duì)碳纖維進(jìn)行分類，分類方式大致有以下三種：
(1)按照原料分類：聚丙烯腈(PAN)基;瀝青基(各向同性、中間相);膠黏基。
(2)按照制造條件和方法分類：碳纖維(800-1600℃);石墨纖維(2000-3000℃);氧化纖維(預(yù)氧絲200-300℃);活性碳纖維;氣相生長(zhǎng)碳纖維。
(3)按力學(xué)性能分類：通用級(jí)(GP);高性能(HP);期中包括中強(qiáng)型(MT)、高強(qiáng)型(HT)、超高強(qiáng)型(UHT)、中模型(IM)、高模型(HM)、超高模型(UHM)。碳纖維在應(yīng)用時(shí)多是作為增強(qiáng)材料而利用其優(yōu)良的力學(xué)性能，因此使用中更多地是按其力學(xué)性能分類，一般認(rèn)為纖維的拉伸強(qiáng)度低于1400MPa，拉伸模量小于140GPa，則此種屬于通用級(jí)碳纖維范疇。在高性能碳纖維范疇中，對(duì)中強(qiáng)、中模、高強(qiáng)、高模、超高強(qiáng)、超高模等并無嚴(yán)格的區(qū)分指標(biāo)。
——產(chǎn)業(yè)鏈剖析：產(chǎn)業(yè)鏈涉及領(lǐng)域廣泛
碳纖維的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，從碳纖維紡絲、預(yù)氧化、碳化到復(fù)合材料成型再到終端的應(yīng)用需要經(jīng)歷復(fù)合且很長(zhǎng)的過程。碳纖維復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于航空航天、風(fēng)電葉片、汽車、體育休閑、混配模成型、電纜芯、建筑建材、壓力容器、船舶、碳碳復(fù)材、電子電器等多個(gè)領(lǐng)域。
行業(yè)發(fā)展歷程：行業(yè)處在快速發(fā)展階段
我國的碳纖維行業(yè)起步于20世紀(jì)60年代，幾乎和日美等國家同時(shí)起步，但由于相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備不足、知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬等問題，發(fā)展緩慢。同時(shí)，日本、美國等國家對(duì)碳纖維核心技術(shù)形成壟斷，我國碳纖維生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平整體落后于國外，在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展止步不前，無法滿足國家重大裝備等高端領(lǐng)域的需求。
2000年以來，國家加大對(duì)于碳纖維領(lǐng)域自主創(chuàng)新的支持力度，將碳纖維列為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。伴隨著國家政策的大力扶持，國內(nèi)碳纖維行業(yè)在技術(shù)上取得重大突破，產(chǎn)業(yè)化程度快速提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，地區(qū)上目前已形成以江蘇、山東和吉林等地為主的碳纖維聚集地。
行業(yè)政策背景：政策加持，支持碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
國家政策作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的催化劑，近年來，國家持續(xù)發(fā)布相關(guān)政策推動(dòng)碳纖維健康有序發(fā)展。從國家的政策可以看出，國家把碳纖維作為新材料進(jìn)行推廣和應(yīng)用，持續(xù)引導(dǎo)國內(nèi)碳纖維發(fā)展，計(jì)劃形成若干家家具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的碳纖維大型企業(yè)集團(tuán)及若干創(chuàng)新能力強(qiáng)、特色鮮明、產(chǎn)業(yè)鏈完善的碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。未來隨政策的支持，我國碳纖維行業(yè)相關(guān)技術(shù)將接近國際水平。
行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
——供給：中國成為全球最大產(chǎn)能國
我國碳纖維工業(yè)的起步可以追溯到1962年，到目前為止已發(fā)展57年，僅比世界碳纖維起步晚3年;但無論是研發(fā)成果還是制造工藝，我國同發(fā)達(dá)國家相比還存在一定差距。
2021年，中國大陸地區(qū)首次超過美國，成為全球最大產(chǎn)能國，產(chǎn)能達(dá)到6.34萬噸，占全球總產(chǎn)能比重超過30%。
在產(chǎn)量方面，2021年由于國內(nèi)碳纖維產(chǎn)能加速擴(kuò)張，同時(shí)開工率保持穩(wěn)定，新裝置相繼投產(chǎn)，帶動(dòng)產(chǎn)量增長(zhǎng)。2021年我國碳纖維產(chǎn)量達(dá)到2.43萬噸，同比增長(zhǎng)30.03%。
——需求：風(fēng)電葉片為最大需求領(lǐng)域
總體來看，早年間在全球碳纖維供應(yīng)不足的情況下，美國、日本等國家對(duì)中國實(shí)行出口限制，導(dǎo)致中國碳纖維需求長(zhǎng)期被抑制。近幾年由于國內(nèi)技術(shù)突破，刺激了對(duì)碳纖維的使用。近年來我國碳纖維需求量呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)，2017-2021年，我國碳纖維需求量呈不斷上升趨勢(shì)，2021年中國碳纖維需求量6.24萬噸，同比增長(zhǎng)27.7%。
2021年，國內(nèi)碳纖維需求量占比前三的領(lǐng)域依次是風(fēng)電葉片、體育休閑和碳-碳復(fù)材，分別占比36%、28%、11%，其他領(lǐng)域的需求占比均不足10%。在海上風(fēng)電葉片大尺寸的發(fā)展趨勢(shì)下，預(yù)計(jì)風(fēng)電葉片領(lǐng)域碳纖維的需求將持續(xù)增加。
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
——區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)格局：江蘇省和廣東省是主要碳纖維消費(fèi)省份
從碳纖維市場(chǎng)消費(fèi)金額來看，江蘇省和廣東省是消費(fèi)大省，消費(fèi)占比分別為35.4%和21.4%;其次為山東，消費(fèi)占比為18%;其他省份消費(fèi)占比均不超過6%。
——企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局：吉林化纖、中復(fù)神鷹為行業(yè)龍頭企業(yè)
目前，我國碳纖維第一梯隊(duì)企業(yè)有吉林化纖、中復(fù)神鷹，該類企業(yè)碳纖維原絲產(chǎn)能在2.5萬噸以上，碳纖維產(chǎn)能在1萬噸以上;第二梯隊(duì)企業(yè)有江蘇恒神、光威復(fù)材，該類企業(yè)碳纖維原絲產(chǎn)能在1萬噸以上，碳纖維產(chǎn)能在0.5萬噸以上;第三梯隊(duì)企業(yè)有太銅銅料、蘭州藍(lán)星，該類企業(yè)碳纖維原絲以及碳纖維產(chǎn)能在0.5萬噸左右;第四梯隊(duì)企業(yè)為行業(yè)內(nèi)的其他中小制造企業(yè)。
行業(yè)發(fā)展前景及趨勢(shì)預(yù)測(cè)
——市場(chǎng)走向良性健康發(fā)展道路
現(xiàn)今，碳纖維行業(yè)總體技術(shù)尚不成熟穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量及性價(jià)比相對(duì)較低。不過，隨著我國高端碳纖維技術(shù)的不斷突破以及生產(chǎn)向規(guī)模化和穩(wěn)定化發(fā)展，企業(yè)布局逐漸向高附加值的下游應(yīng)用領(lǐng)域延伸，我國碳纖維行業(yè)將逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，企業(yè)盈利能力有望逐步恢復(fù)，市場(chǎng)走向良性健康發(fā)展道路。
尤其是在國務(wù)院正式發(fā)布的《中國制造2025》中，對(duì)我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展作了整體部署，明確了建設(shè)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)，選擇10大優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)作為突破點(diǎn)，力爭(zhēng)到2025年達(dá)到國際領(lǐng)先地位或國際先進(jìn)水平。
——碳纖維新產(chǎn)品向高穩(wěn)定、高端化方向發(fā)展
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)，碳纖維行業(yè)將出現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)：
以上數(shù)據(jù)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國碳纖維行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。
關(guān)于碳纖維制造工藝的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的研究進(jìn)展及未來發(fā)展趨勢(shì)和碳纖維的制造的基本過程的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
