碳纤维金属复合材料,也称为碳纤维增强金属基复合材料,简称MMC,是碳纤维复合材料的一种,是以碳纤维为增强体、以金属为基体制成的新型材料。碳纤维金属复合材料结合了碳纤维与金属的优良特性,具有强度高、韧性好、耐腐蚀、耐高温等特点,综合性能更优,被广泛应用在电子、汽车、航空航天、国防等领域。
碳纤维金属复合材料制备工艺难度高,碳不易被金属润湿,且与金属结合在高温下易生产金属碳化物,因此其研究仍在持续进行。现阶段,较为常见的碳纤维金属复合材料主要是碳纤维增强铝基复合材料、碳纤维增强铜基复合材料,其中,碳纤维增强铝基复合材料市场份额占比最大,达到40%左右。
金属铝具有密度小、导电性优、导热性优、吸音性好等优点,与碳纤维结合制得的碳纤维增强铝基复合材料在高温强度、弹性模量、耐磨性、加工性、耐老化等方面性能优异,且质量较轻,可以应用在飞机蒙皮、飞机外壳、螺旋桨等制造领域。而碳纤维增强铜基复合材料具有更优的导电性、导热性、耐磨性,在一定温度范围内尺寸稳定性好,可用于制造集成电路元件、滑动轴承等。
在节能减排背景下,汽车轻量化成为发展趋势,汽车工业对高性能轻质材料需求不断上升。碳纤维金属复合材料在强度、硬度、韧性、耐高温性、重量等方面符合汽车轻量化要求,应用需求也在不断增长。预计2020-2025年,全球汽车领域碳纤维金属复合材料市场规模年均复合增长率将达到12%以上,成为推动碳纤维金属复合材料整体市场增长的重要动力。
新思界
行业分析人士表示,在全球范围内,北美地区是最大的碳纤维金属复合材料需求市场,需求占比达到32%,接下来是亚太与欧洲地区。中国经济发展迅速,高技术产业规模不断扩大,对高性能材料的需求快速增长,特别是随着航空航天产业不断壮大,对碳纤维金属复合材料需求不断上升。预计2020-2025年,中国将成为全球碳纤维金属复合材料市场增长最快的国家之一。