硼纤维是指在金属丝上沉积硼而形成的无机纤维。硼纤维是一种复合纤维,是重要的高科技纤维之一,具有高压缩强度、高拉伸强度、高弹性模量、低密度、质量轻、耐高温、耐酸碱、绝缘性好、可吸收中子等特性,综合性能优于常见的玻璃纤维与碳纤维,可作为增强材料制造高性能复合材料。
硼纤维是20世纪60年代由美国研发问世,之后,西欧、日本等国家与地区也加快研究步伐,推动硼纤维进入工业化生产阶段。硼纤维制备工艺技术门槛高,早期主要应用于航空航天、军工国防领域。随着技术不断进步,相关企业对于硼纤维在超导材料、核废料存储容器、半导体用冷却基板等工业制品以及体育用品、娱乐用品等方面的研究不断深入。但硼纤维价格较高,其在民用领域规模化应用仍存在较大难度。
硼硬度高,仅次于金刚石,无法直接制造纤维,通常是以金属丝以及石英、玻璃、石墨长丝为芯材,将硼覆盖于表面制得硼纤维。硼纤维制备工艺主要有化学气相沉积法、乙硼烷热分解法、硼熔融法等,其中化学气相沉积法是主流工艺。通常硼纤维制备以钨丝为芯材,采用化学气相沉积法,以氢气为还原剂,将高温加热的三氯化硼还原为硼沉积在钨丝表面制得。
根据新思界产业研究中心发布的
《2020-2024年硼纤维行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,硼纤维可作为增强材料,以金属、聚合物、陶瓷等为基体,制成高性能复合材料,如硼纤维增强铝基复合材料、硼纤维增强环氧树脂复合材料等。硼纤维增强复合材料具有力学性能优、耐高温、耐腐蚀、质量轻等优点,可用于制造飞机结构件、卫星构件、汽车发动机零部件、高端涡轮风扇等。
在硼纤维基础上利用纳米技术生产得到的纳米硼纤维,其强度更高,是碳纤维的三倍,质量更轻,是碳纤维的三分之一,可作为高性能增强剂用来制造超高性能复合材料,在航空航天与军工国防领域具有广阔应用前景。
新思界
行业分析人士表示,现阶段,利用化学气相沉积法生产硼纤维的技术已经成熟,但其对工艺要求严苛,全球能够量产的企业数量较少,并且硼纤维制造成本高,产品价格较为昂贵,价格以及供应能力成为限制硼纤维市场规模快速扩大的主要因素。硼纤维综合性能优异,随着传统产业转型升级以及高技术产业发展速度加快,市场对高性能材料需求不断增长,硼纤维应用前景广阔,行业需扩大生产规模、降低生产成本,以扩大其应用需求。