【正文】 )的產(chǎn)量大幅度增加，價格日趨下降。碳纖維及其織物與環(huán)氧、酚醛等樹脂制成的復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、模量高、密度小、減摩耐磨、自潤滑、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱率大，耐水性好等特點(diǎn)。用碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料近年來發(fā)展較快，其特點(diǎn)是：強(qiáng)度與剛 性高，蠕變小，熱穩(wěn)定性高，線膨脹系數(shù)?。簻p摩耐磨，不損傷磨件，阻尼特性優(yōu)良。碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料所用樹脂基體主要分為兩類，一類是熱固性樹脂，另一類是熱塑性樹脂。目前碳纖維增強(qiáng)鋁、鎂基復(fù)合材料的制備技術(shù)比較成熟 。在高溫環(huán)境中，強(qiáng)度高、不熔不燃，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈彈頭，固體火箭發(fā)動機(jī)噴管以及飛機(jī)剎車盤等領(lǐng)域。 (2) C/C 復(fù)合材料 它是由碳纖維或織物、編織物等增強(qiáng)碳基復(fù)合材料構(gòu)成，主要由各類碳組成，即纖維碳、樹脂碳和沉積碳 。 (1) 碳纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料 用碳纖維增強(qiáng)陶瓷可有效改善韌性，改變陶瓷 脆性斷裂形態(tài)，同時阻止裂紋在陶瓷基體中的迅速傳播、擴(kuò)展。 碳纖維產(chǎn)品形式及加工制品如上表 12 所示。 中國碳纖維產(chǎn)業(yè)調(diào)研報告 第 1 章 碳纖維介紹 3 表 11 國外 PAN基碳纖維原絲生產(chǎn)工藝 研制單位 溶劑 工藝路線 紡絲方法 日本東麗 日本東邦 美國 BASF 日本三菱人造絲 二甲基亞砜 氯化鋅水溶液 二甲基乙酰胺 二甲基甲酰胺 一步法 一步法 二步法 一步法 濕紡 濕紡 熔紡 濕紡 濕紡 日本愛克綸 英國考特爾茲 日本旭化成 NaSCN 二甲基甲酰胺 NaSCN 二甲基壓砜 二步法 二步法 一步法 二步法 濕紡 濕紡 濕紡 干噴濕紡 碳纖 維的產(chǎn)品形式 碳纖維編織材料 表 12 碳纖維和深加工制品及其應(yīng)用概況 碳 纖 維 長 絲 預(yù)浸料 單項(xiàng)預(yù)浸料 (無緯布 ) 雙向預(yù)浸料 (帶、布 ) 束絲預(yù)浸料 織物 二維織物 三維織物 多維織物 短切纖維 碳纖維紙 粒料 微纖 (研磨 ) 鍍、噴金屬 各種浸漬物 短切復(fù)合纖維 包覆塑料 導(dǎo)線 電纜 碳纖維 主要 有四種產(chǎn)品形式：纖維、布料、預(yù)浸料坯和短切纖維 。 DMF法可以做出很好的碳纖維產(chǎn)品，日本、臺灣的企業(yè)，都有采用該工藝的成功經(jīng)驗(yàn)，但由于 DMF毒性較大，已經(jīng)被限制使用。 硝酸法操作不易控制，規(guī)模難以放大，安全性差，污染嚴(yán)重等，不具備工程化的條件。例如：日本東麗、東邦、三菱人造絲公司，美國的赫克利公司和阿莫科公司，以及中國 臺灣地 區(qū)的臺塑都是從聚合、紡絲開始，國外原絲主要生產(chǎn)工藝路線見 表 11。此外，碳纖維還兼有其 它 多種優(yōu)良性能，如低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱導(dǎo)性高、熱膨脹系數(shù)低、X 光穿透性高，非磁體但有電磁屏蔽性等。如對 1 條 100 t/a 碳纖維生產(chǎn)線 而言 (以 12K 計(jì)算 )，如果生產(chǎn) 1K、 3K 和 6K 碳纖維，年產(chǎn)量分別是 15 t、35 t 和 62 t。 (3)大 K 數(shù) 碳纖維制造加工成 本較低。以國產(chǎn)小絲束 PAN 原絲為例， 1K、 3K、 6K 原絲比 12K 原絲的價格分別高 316%、100%和 38%左右。 中國碳纖維產(chǎn)業(yè)調(diào)研報告 第 1 章 碳纖維介紹 2 (2)可大量生產(chǎn)，碳纖維原料成本較低 。但九十年代以后對于航天航空工業(yè)來說，高價碳纖維限制它的應(yīng)用，需開發(fā)價格較低的大 K 束碳纖維。促使大絲束碳纖維迅猛發(fā)展的原因可能如下： (1) 市場的需求。世界主要生產(chǎn)大絲束 (LT)碳纖維的廠家 是 美國阿克蘇 (AKZ0)、卓爾泰克 (ZOLTEK)和阿爾笛拉 (ALDILA)三大公司 ，其 大 K 束的產(chǎn)量之和占世界 LT 總量的 %。 美國是繼日本之后掌握碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的少數(shù)幾個發(fā)達(dá)國家之一 ， 其碳纖維主要廠商為Hexcel、 Amoco 公司， 它們 與日 本東麗、東邦及三菱人造絲公司為當(dāng)今世界碳纖維的 5 大生產(chǎn)商。這 三家 公司依靠其多年來 對紡絲工藝?yán)碚摰木ê图徑z新技術(shù)的 基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)研究方面的豐碩成果，大量生產(chǎn)出高性能碳纖維，使日本迅速成為世界碳纖維強(qiáng)國，無論質(zhì)量還是數(shù)量上均處于世界領(lǐng)先地位。特別是在日本，碳纖維工業(yè)已成為該國十大高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。小絲束碳纖維追求高性能，代表著國際碳纖維發(fā)展的先進(jìn)水平。 現(xiàn) 已發(fā)展成為大絲束碳纖維和小絲束碳纖維兩大種類。 國際上 PAN 基碳纖維的生產(chǎn)，從 20 世紀(jì) 60 年代起步，經(jīng)過 70～ 80 年代的穩(wěn)定， 90 年代的飛速發(fā)展，到 21 世紀(jì)初其生產(chǎn)工藝技術(shù)已經(jīng)成熟。瀝青基碳纖維主要生產(chǎn)廠商有日本 Mitsubishi Chem(三菱化學(xué) )、 Kureha (吳羽 )、Donac 與美國 Amoco 公司。中國碳纖維產(chǎn) 業(yè)調(diào)研報告 目 錄 I 中國 碳纖維產(chǎn)業(yè)調(diào)研報告 目 錄 目 錄 .............................................................................................................................I 第 1 章 碳纖維介紹 ................................................................................................. 1 國外碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 ......................................................................... 1 碳纖維的物理性能 ..................................................................................... 2 碳纖維的生產(chǎn)工藝 ..................................................................................... 2 碳纖維的產(chǎn)品形式 ..................................................................................... 3 碳纖維編織材料 ............................................................................... 3 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 ....................................................................... 4 碳纖維技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢 ...................................................................... 5 技術(shù)進(jìn)展 ........................................................................................... 5 最新碳纖維技術(shù)動向 ....................................................................... 6 發(fā)展趨勢 ........................................................................................... 7 第 2 章 世界碳纖維供需分析 ................................................................................. 8 世界碳纖維生產(chǎn)能力 ................................................................................. 8 世界小絲束碳纖維生產(chǎn)能力 ........................................................... 9 世界大絲束碳纖維生產(chǎn)能力 ......................................................... 10 世界碳纖維生產(chǎn)能力主要企業(yè)分布 ............................................. 11 世界碳纖維生產(chǎn)能力按地區(qū)分布 ................................................. 17 世界碳纖維消費(fèi)狀況及結(jié)構(gòu) ................................................................... 17 世界碳纖維需求分析 ............................................................................... 20 碳纖維生產(chǎn)分析 ....................................................................................... 24 重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域狀況分析 ........................................................................... 26 航天航空 ......................................................................................... 27 體育休閑用品 ................................................................................. 30 汽車工業(yè) ......................................................................................... 31 一般工業(yè)應(yīng)用 ................................................................................. 32 第 3 章 中國碳纖維行業(yè)分析 ...................................................................................... 1 中國 PAN 基碳纖維生產(chǎn)現(xiàn)狀及趨勢 ............................................................ 1 中國 PAN 基碳纖維生產(chǎn)狀況 .............................................................. 1 中國碳纖維行業(yè)發(fā)展趨勢 .................................................................... 3 中國碳纖維產(chǎn) 業(yè)調(diào)研報告 目 錄 II 國產(chǎn)碳纖維存在的主要問題 ................................................................ 5 對我國碳纖維發(fā)展的建議 .................................................................... 5 中國碳 纖維生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用 .................................................................. 6 中國碳纖維消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析 .............................................................................. 7 中國碳纖維需求狀況 ...................................................................................... 8 價格分析 ........................................................................................................