目前碳纖維行業(yè)的有效產(chǎn)能高度集中,主要來自吉林碳谷、中復神鷹、光威復材、中簡科技等。 基于碳纖維極高壁壘的行業(yè)屬性,其全球供應呈現(xiàn)明顯的壟斷格局。隨著產(chǎn)能利用率的提升以及對需求前景的看好,國內(nèi)碳纖維企業(yè)開 始新一輪產(chǎn)能擴張浪潮。未來幾年,我國多家碳纖維企業(yè)紛紛擴大產(chǎn)能, 事件有中復神鷹投資50億元西寧建設20000噸碳纖維的重大 擴建工程、光威復材將投資20億元在包頭建設“萬噸級碳纖維產(chǎn)業(yè)化項目”、上海石化投資35億元,建設24000噸原絲、12000噸大絲束 碳纖維項目等。 預計2021年底,我國碳纖維產(chǎn)能達到4.4萬噸/年,未來將進一步快速增長,2025年或?qū)⑦_到26.0萬噸/年,2020年-2025年年均復合增長 率達56%。碳纖維,工業(yè)領域的黑科技。武漢羽毛球桿碳纖維材料廠家
碳纖維可以按照原絲種類、力學性能、絲束規(guī)格、原絲制備工藝等不同維度進行分類,不同類別的碳纖維分類標準如下:原絲種類:分為PAN基碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維。其中,PAN基碳纖維由于生產(chǎn)工藝相對簡單,產(chǎn)品力學性能優(yōu)異,用 途 ,自20世紀60年代問世以來,迅速占據(jù)主流地位,占碳纖維總量的90%以上。瀝青基、粘膠基的產(chǎn)量規(guī)模較小。因此,目前碳 纖維一般指PAN基碳纖維。力學性能:業(yè)內(nèi)主要采用力學性能進行分類。企業(yè)產(chǎn)品分類主要參考日本東麗的牌號,并以此為基礎確定自身產(chǎn)品的牌號及級別。此外, 按照現(xiàn)行聚丙烯腈基碳纖維國家標準GB/T 26752-2020的力學性能分類,PAN基碳纖維分為 型、 中模型、高模型、 高模型四 類。絲束規(guī)格:按纖維數(shù)量不同可分為小絲束和大絲束,一般將絲束數(shù)量小于24K的碳纖維稱為小絲束(1K 一束碳纖維中有1000根絲), 24K以上的為大絲束。小絲束碳纖維性能優(yōu)異、產(chǎn)量低、價格較高,一般用于航空航天、 等高科技領域。大絲束產(chǎn)品性能相對 較低、成本較低、生產(chǎn)控制難度大, 運用于基礎工業(yè)、民用領域。武漢自行車碳纖維材料供應商碳纖維材料,工業(yè)界的未來之選。
完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含從一次能源到終端應用的完整制造過程。從石油、煤炭、天然氣均可以得到丙烯,目前低油價形勢下,原油制丙烯的成本比較好;丙烯經(jīng)氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈聚合和紡絲之后得到聚丙烯腈(PAN)原絲,再經(jīng)過預氧化、低溫和高溫碳化后得到碳纖維,并可制成碳纖維織物和碳纖維預浸料,作為生產(chǎn)碳纖維復合材料的原材料;碳纖維經(jīng)與樹脂、陶瓷等材料結合,形成碳纖維復合材料, 由各種成型工藝得到下游應用需要的 終產(chǎn)品。
碳纖維強度比鋼材大68倍以上,彈性模量比鋼材大1.8~2.6倍。而碳纖維的密度為鋼材的1/4,即便是制作復合材料,密度也變化不大。碳纖維的熱膨脹系數(shù)小,熱導性好,導熱率隨溫度升高而下降,耐高溫和低溫性能好,耐驟冷、急熱性能好。碳纖維的導電性優(yōu)良,25℃高模量碳纖維電阻率為7.75×10-2Ω·m,高精度碳纖維為1.5×10-1Ω·m。碳纖維的穩(wěn)定性好,如耐酸性強,能耐濃鹽酸、硫酸的腐蝕和浸漬,還抗輻射,能吸收有毒氣體。碳纖維與其他材料相容性好。碳纖維質(zhì)量較輕,彎曲性好,可加工性好,適用于不同的構件形狀。碳纖維設計自由度大,成型較方便,能滿足不同產(chǎn)品性能的要求。施工時不需要大型設備,工藝簡單,對原結構沒有損傷。碳纖維是航空航天和國民經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的重要戰(zhàn)略物資。
碳纖維可以按照原絲類型、纖維形態(tài)、絲束規(guī)格、生產(chǎn)工藝、力學性能等標準進行分類,其中常用的三大分類維度是原絲類型、絲束規(guī)格和力學性能。按照原絲類型可分為聚丙烯腈(PAN)基、瀝青基、粘膠基等;按照絲束規(guī)格可分為大、小絲束;按照力學性能可分為標模、中模和高模。用碳纖維做小產(chǎn)品和大產(chǎn)品的難度完全不同。20世紀60年代,碳纖維被美、日等國廣泛應用于航空航天領域,發(fā)揮了重要的作用,碳纖維及其生產(chǎn)技術也成為了西方國家對我國嚴格禁運的重要技術。在嚴峻的環(huán)境下,我國科學家并未放棄,大力創(chuàng)新自主研發(fā)攻關。中國石化上海石化聯(lián)合多所高校、科研院所、企業(yè),走出了一條以企業(yè)為主體的“產(chǎn)、學、研、用”相結合的協(xié)同創(chuàng)新之路,于2018年取得重大突破,成功開發(fā)出48K大絲束碳纖維的聚合、紡絲、氧化炭化成套工藝技術,所生產(chǎn)的碳纖維性能優(yōu)異并實現(xiàn)低成本化。輕盈之選,碳纖維材料助力工業(yè)革新。江蘇羽毛球桿碳纖維材料廠家
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碳纖維的規(guī)格常見的有K、T、M三種。T這個型號表示的是碳纖維的強度。T值越大,強度越高,T300的強度比較低。這是碳纖維行業(yè)的 日本東麗公司所使用的碳纖維型號。常見的有T300、T600、T700、T800和T1000。T600以上,比較高級的只生產(chǎn)12K以上的碳纖維,只有T300等級的才有1K,3K的碳纖維。M 的是模量。也是日本東麗公司所使用的碳纖維型號,東麗公司將其碳纖維產(chǎn)品分為標準模量級(230 GPa)、中模量級(294 GPa)和高模量級(>350 GPa),包括M35J、M50J、M60J,其中,M60J的模量是比較大的。目前在國內(nèi)民用領域絕色大部分為T系列,而M系列 用于宇航方面。武漢羽毛球桿碳纖維材料廠家
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