碳纖維硬氈
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國外炭纖維復合材料現狀及研究開發方向

2020-02-12

  1996年世界碳纖維生產能力15000t,實際產量約10000t左右,其中日本約占60%。日本有三家大公司從事碳纖維的生產、研究和開發,東麗公司、東邦人造絲公司和三菱人造絲公司是世界著名的碳纖維生產企業,它們都在積極擴展碳纖維生產,繼續加強其在世界市場上的主導地位,并紛紛實現從原絲到下游復合材料一體化的配套生產體制,碳纖維及其下游產品己成為這些公司的支柱產業和新的經濟增長點。 

隨著航空航天飛行器各項性能的不斷提高,對結構件用材料的性能要求也越來越高。今后日本先進復合硬氈材料的發展方向是:在增強材料方面,進一步提高碳纖維的強度和模量,降低成本;在樹脂基體方面,主要提高樹脂的沖擊后壓縮強度和耐濕熱性;在復合材料成型技術方面,進一步實現整體成型技術、固化監控、自動化技術及三維復合材料技術,從而同時提高復合材料性能降低制造成本。 

美國是碳纖維生產大國,更是消費大國,世界碳纖維40%以上的市場在美國。美國1996年碳纖維生產能力約為4500t,其中卓爾泰克(ZOLTEK)公司1997年在美國德克薩斯州的亞平倫城和匈亞利的布達佩斯附近建了5條碳纖維生產線,1997年的總生產能力達3000t左右,一躍成為世界上生產碳纖維的Z 大集團之一。 

復合硬氈

它的產品有許多特色,Z主要是低成本、低價格、大絲束、采用紡織用的丙烯酸原絲和開發工業級碳纖維等。該公司生產的碳纖維價格已降至17.64$/kg,而日本東麗同類產品大約30$/kg。在應用方面,美國摩里遜(Morison)公司為達納(Dcna)公司生產汽車傳動軸,供通用汽車公司用;采用碳纖維復合材料可使原來由兩件合并成一個傳動軸簡化成單件,與鋼材料相比,可減重60%。美國斯道頓復合材料公司(Stoughton)開發碳纖維復合材料集裝箱,重量輕、耐磨,在碳纖維價格降至17.6$/kg時,此集裝箱的價格可與金屬集裝箱競爭。 

目前,美國正在開發碳纖維復合材料的五大新市場,即清潔能源車輛、土木建筑工程、近海油田勘探和生產、風力發電機大型葉片、高爾夫球桿和球拍。這是推動美國和世界碳纖維復合材料大發展的動力。隨著碳纖維生產規模的擴大和生產成本的下降,在增強木材、機械和電器零部件、新型電極材料乃至日常生活用品中的應用必將迅速擴大。 

除日美之外,德國、英國和韓國也具有一定碳纖維復合材料生產能力。據預測,今后十年世界碳纖維及復合材料需求量將穩定高速增長。國外碳纖維及復合材料業已步入良性循環,而我國目前尚不具備國際競爭能力。我國當前及今后一個時期內Z 大的市場在體育用品方面。我國碳纖維及其復合材料業存在的幾個問題為:原絲質量差、生產規模小、質量低、價格高、應用基礎研究薄弱等 。

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