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“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。
碳纤维的应用领域非常广泛,其下游领域主要有休闲领域、工业领域、航空航天领域、家电领域、建筑领域、新能源领域等:
在休闲领域,碳纤维最早应用于钓鱼竿,然后是高尔夫球杆和网球拍,在其他方面,碳纤维还广泛应用于滑雪板、雪船、滑雪杆、棒球棒、公路赛以及船舶类体育用品;
在家电领域,碳纤维广泛应用于家用电器、办公室机器、医疗器械、电子器械、半导体及其相关领域等;
在建筑领域,碳纤维常用于公路桥的地面、横梁、建筑物和梁、构架以及烟筒等的弯曲补强。在新能源领域,碳纤维可应用于风力发电机叶片、燃料电池电极、飞轮等用途;
在工业领域,碳纤维可制作汽车的主要零部件,也可应用于渡轮、大型快艇和其他舟艇类以及压力容器中;
在航空航天领域,碳纤维可应用于人造卫星等方面,目前已经成为火箭、宇宙飞船的重要材料,还用于制造喷气式发动机等。
我国碳纤维行业生产技术严重落后于国际先进水平,全世界主要是日本美国德国以及韩国等少数国家掌握了碳纤维生产的核心技术,并且有规模化大生产。根据新思界产业研究院发布的
《2017年中国碳纤维行业市场专题研究及投资可行性评估报告》,全球碳纤维的主要生产商为日本的东丽、东邦人造丝、三菱人造丝三大集团和美国的卓尔泰克(ZOLTEK)、赫氏(HEXCEL)、阿尔迪拉(ALDILI)和德国的SGL公司等。以美日为首的发达国家还始终保持着对中国碳纤维行业严格的技术封锁。近几年,日本还对中国实行高端碳纤维产品禁运政策。
新思界
行业研究员表示,中国人口众多,碳纤维的应用领域又十分广泛,碳纤维的消费潜力很大。但我国大部分碳纤维产品依赖进口,自给率较低,又遭遇美日等发达国家的技术封锁,这些给中国碳纤维行业的发展造成极大的阻碍。随着我国碳纤维需求不断增长,尤其是航空航天等高端应用领域的发展,碳纤维的供给缺口非常大。
而我国碳纤维的研制虽然看似投资力度很大,热情很高,碳纤维产业园、大幅扩张产能的现象比较普遍,但很多情况下这些企业并没有在碳纤维行业取得真正的成绩,在碳纤维上的宣传更多只是为了吸引眼球。有些企业希望通过几十亿的投资引进国外的团队和技术,一举成为碳纤维行业的巨头。但日本和美国的碳纤维产品中,质量上乘的碳纤维产品对中国实行禁运,顶尖技术和人才也很难流入中国,最终中国能引进的只能是二三流的人才和技术。
碳纤维作为非常高端的化工新材料,涉及许许多多非常精细的工艺条件和制备细节,所以,必须经过长期的积累,才能真正实现技术突破和行业成长。