趁着近日关于碳纤维消息的热度未减,小编带大家梳理一下碳纤维的“秘密”和我国碳纤维的市场布局。
碳纤维之基础原理
碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。同时由于其独特的高强高模优异性能,与树脂、金属、陶瓷等基体复合制备成结构材料之后,可广泛应用于军工、航天、交通、新能源、汽车轻量化以及体育用品等领域。由于碳纤维的良好性能,曾经“碳纤维热”一度被炒翻天,甚至被誉为“新材料之王”、“黑色黄金”。
按力学性能分类,碳纤维可以分为大丝束碳纤维和小丝束碳纤维。前者主要应用于工业,后者主要应用于国防军工、航空航天、体育等领域。
碳纤维之国内外企业发展
据资料显示,美国人曾尝试使用它制备高模量碳纤维,但没有成功。日本的进藤昭男抓住了美国人留下的这一机遇并取得了成功。1959 年9 月,进藤昭男向日本专利局提出了一项PAN基碳纤维生产工艺技术的专利申请。
1970年6月,日本东丽公司获得了大阪工业技术试验所的专利授权,并收购了东海碳素公司和日本碳素公司的相关生产技术,经过一系列小试、中试,于次年制备出了高性能PAN基碳纤维。时至今日,它依然是世界领先的碳纤维公司。
因为日本东丽的绝对地位,导致中国的碳纤维发展一度缓慢。而不断地遭受技术封锁和断供危机的中国市场也十分艰难。据了解,日本东丽公司的碳纤维不但产能产量是全球最大的,而且产品质量也做的极好。日本东丽的产品线包括大丝束、小丝束,高强度、高模量系列。尤其它的高强度T系列和高模量M系列,连产品牌号都是其他厂家竞相对标的对象。
在美国碳纤维企业垄断碳纤维应用的军工和航天领域时,日本东丽转而投向的体育用品领域。也正是因为韩国和中国等亚洲市场的需要,让日本东丽一跃成为如今世界最大的碳纤维公司。
国外碳纤维企业实现垄断的同时,是对中国国内的封锁和逼退。在上世纪70年代,我国只落后日本几年。但是进入80年代以后,日本和美国碳纤维产业飞速发展,而我们却进展缓慢。
回顾上个世纪的我国科研之路,艰难而又崎岖。虽然国家开始将碳纤维的科研工作纳入统一规划,但是外有技术封锁,内有部署分割,导致国内科研效果甚微。国内各企业也不得不依赖于进口。真正开始改观,是从进入2000年以后开始的。2005年之后,碳纤维T300逐渐实现国产化保障,在替代进口碳纤维上看到了曙光。
然而,日本的降价倾销策略却给国产碳纤维带来了严重打击。成本问题是制造业的痛点和难点,能够实现完全替代进口碳纤维的国产化对我们来说还有很大一段距离。
提及国产碳纤维,就一定要提到中复神鹰这一企业。中复神鹰成立于2006年,是集碳纤维及其复合材料研发、生产、销售为一体的国家高新技术企业,隶属于国务院国资委管理的世界500强企业——中国建材集团有限公司。
如今,中复神鹰已系统掌握了SYT49S(T700级)、SYT55S(T800级)、SYM30(M30级)、SYM35(M35级)千吨级技术以及SYT65(T1000级)、SYM40(M40级)百吨级技术,在国内率先实现了干喷湿纺的关键技术突破和核心装备自主化,建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。
国家碳纤维工程技术研究中心主任徐梁华曾在采访中表示:“观察国内的碳纤维企业,凡是自己装备能力比较强的产业化都做得比较好,反之则反。这个现象是很明显的,所以我们提倡碳纤维企业一定要有自己的装备能力,这可能需要很长的时间。”
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