新材料對土木工程的影響(編輯修改稿)
2024-11-29 09:58 本頁面
【文章內容簡介】 優(yōu)良性能。 按原料分碳纖維可分為粘膠基碳纖維、聚丙烯腈基碳纖維（ PAN 基碳纖維）和瀝青基碳纖維，目前世界各國發(fā)展的主要是 PAN 基碳纖維和瀝青基碳纖維。日本是全球最大的碳纖維生產(chǎn)國， 2020年日本東麗 (Toray)公司碳纖維生產(chǎn)能力達 7300噸 /年，東邦公司(TohoTenax)擁有 5600噸 /年的生產(chǎn)能力，三菱人造絲 (Rayon)有 4700噸的年產(chǎn)量，這 3家公司碳纖維的總銷售份額約占全球小絲束市場的 75%。 從 2020年起，碳纖維市場突然緊缺，出現(xiàn)了供不應求局面，價格隨之急劇上漲。碳纖維需求擴大的背景包括兩個方面：一是越來越多的民用飛機制造商將碳纖維作為機體材料；二是碳纖維在風力發(fā)電、液化氣罐、自行車、體育用品等領域的用途正在逐漸擴大。 隨著航空航天、體育休閑和工業(yè)應用對碳纖維的需求大幅度增加，全球碳纖維市場正以平均每年兩位數(shù)的速度快速增長。綜合產(chǎn)能和需求變化，全球碳纖維行業(yè)在未來幾年中 仍可維持兩位數(shù)的增長，且供小于求。 盡管我國碳纖維生產(chǎn)發(fā)展緩慢，但消費量卻與日俱增，市場需求旺盛，主要集中在文體用品和航空航天方面，一般產(chǎn)業(yè)需求增長也比較迅速。近年來，隨著市場需求的增加，特別是國防、軍工、航天航空、體育用品方面的需求增加，每年主要依靠從國外進口碳纖維以滿足要求，據(jù)統(tǒng)計 19962020年國內碳纖維消費年均增長率超過 20%， 2020年國內的市場需求量約為 3500t/a，主要依靠進口。 目前，碳纖維已被列為國家產(chǎn)業(yè)化纖行業(yè)重點扶植的新產(chǎn)品，國內已有多家企業(yè)擬建或正在建設碳纖維生產(chǎn)裝置。 2020年安徽華皖集團的 PAN 基碳纖維項目的建成投產(chǎn)，填補了我國 PAN 基碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)的空白。我們預計擺脫了國外原絲控制的中國碳纖維行業(yè)將迎來飛速的發(fā)展。 [3]復合超硬材料行業(yè)發(fā)展概況及預測分析 復合超硬材料 行業(yè)發(fā)展前景較為樂觀 復合超硬材料是迄今為止硬度最高的新型復合材料，與硬質合金等傳統(tǒng)材料相比具有硬度更高、耐磨性能更好、導熱性能更高、加工性能更 好等優(yōu)勢，廣泛應用于機械、冶金、地質、石油、煤炭、石材、木材、建筑、汽車、家電等傳統(tǒng)領域，電子信息、航天航空、國防軍工等高技術領域。隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中出現(xiàn)了強度和硬度更高的產(chǎn)品，必須有更硬、更強的材料來加工這些產(chǎn)品，因此，復合超硬材料行業(yè)的發(fā)展前景較為樂觀。 （ 1）材料特性突出，生產(chǎn)工藝成熟 復合超硬材料 屬于特點極其顯著的工業(yè)生產(chǎn)和加工所 需的新型材料，功能獨特，硬度極大，難以被其他材料所取代。此外，復合超硬材料的生產(chǎn)工藝和流程已經(jīng)較為成熟，我國的技術、裝備水平的發(fā)展已經(jīng)有能力制造相關復合超硬材料產(chǎn)品，大規(guī)模生產(chǎn)復合超硬材料以滿足下游工業(yè)企業(yè)的使用需求具有較高的必要性和切實的可行性。 （ 2）下游需求旺盛，市場空間相當可觀 我國政府提出當前經(jīng)濟發(fā)展的策略重點在于要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、提高效益、降低消耗、保護環(huán)境，科學、全面、協(xié)調和可持續(xù)的發(fā)展，國內生產(chǎn)總值 2020 年要比 2020 年翻兩番，國民經(jīng)濟發(fā)展勢頭正猛。嫦娥登月、大飛機制造、西氣東輸 、南水北調、城鎮(zhèn)化建設、促進經(jīng)濟增長的 4 萬億投資計劃等項目的實施也預示著我國宏觀經(jīng)濟和制造業(yè)發(fā)展空間仍然巨大。從用戶行業(yè)的發(fā)展情況看， “十一五 ”期間，我國原油產(chǎn)量將進入穩(wěn)定增長期， 2020 年中國石油產(chǎn)量已達到 ；建筑施工面積從 2020 年到 2020 年翻了一番多，大理石花崗巖板材產(chǎn)量 2020 年到 2020 年翻了一番多，金屬切削機床產(chǎn)量從 2020年到 2020 年增長了 72%，磨床產(chǎn)量增長了 40%，汽車、發(fā)動機、軸承產(chǎn)量增長了 倍。 （ 3）對傳統(tǒng)超硬合金材料替代優(yōu)勢明顯，未來發(fā)展前景 廣闊 復合超硬材料是迄今為止硬度最高的新型復合材料，與硬質合金等傳統(tǒng)材料相比具有硬度更高、耐磨性能更好、導熱性能更高、加工性能更好等優(yōu)勢，使其在使用壽命、加工質量和加工效率等方面表現(xiàn)優(yōu)異，大大超過傳統(tǒng)硬質合金材料。同時，復合超硬材料作為硬質合金的替代材料，還具有原料豐富、節(jié)約能源、促進加工行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的優(yōu)勢。例如每只拉絲模金剛石聚晶材料可平均節(jié)約 100只硬質合金
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