碳纤维及复合材料发展概况

放大  缩小 日期:2013-12-25     作者:中国汽车材料网    评论:0      
核心提示:前言碳纤维是新材料之王,90%以上是通过其复合材料应用于诸多产业领域,特别是我国重点发展的七大战略性新型产业。碳纤维有8种,
 前言

    碳纤维是“新材料之王”,90%以上是通过其复合材料应用于诸多产业领域,特别是我国重点发展的七大战略性新型产业。碳纤维有8种,聚丙烯腈基、沥青基、粘胶基、酚醛基、木质素基、聚乙烯基、碳纳米管纤维及氧化石墨烯纤维,其中90%以上是聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CF)。

一、 国外发展近况

    表1示出国外碳纤维生产厂家分布情况及总产能。其中日本东丽是全球顶尖的厂家,其生产厂分布在日、美、欧、韩,如图1所示。到2015和2020年其产能将分别达到27100和5000t/a。图2示出动力预测的世界PAN-CF需求增长情况。美国是PAN-CF及其复合材料用量最大的国家,图3示出北美复合材料市场主要应用领域的增长预测。 

    目前碳纤维复合材料(CFRP)用量较大的是新一代飞机,   B-787、A380和A350每架的用量各为35t、40t和50t。分别占机体材料的50%、20%和70%。图8是美国Safran公司为A320 NEO、B-737 MAX和COMAC 919飞机生产的航空发动机LEAP-1,其叶片是CFRP制的,由Hexcel公司提供。

    大型风电叶片是CFRP的重要市场,近年来趋向到深海发展浮动式装置,如图9和10所示。

    汽车是未来CFRP的大市场,随着美、日、殴节能减排法规的不断强化,迫使汽车厂商减轻整车质量,只有采用CFRP才能使轿车减重50%~60%,而且各CFRP厂家都开发了快速成型工艺技术(1~3min),但由于CFRP价高,目前先用于高档车和跑车,然后向中档车发展,如图11所示,宝马今年推出2万辆全CFRP汽车。新能源汽车如电动汽车因目前电池的续航里程较短,需要将车体减重达到节能目的,图12为帝人试制的CFRP车体,图13为宝马生产的BMWi3 CFRP车体生产车间。

 

 
 
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