中国:全球碳纤维“第三极”的崛起

全球碳纤维市场一直由日本和美国两国企业垄断,但近年来中国企业不断追赶,正在改变这一局面。中国已成为全球碳纤维产业的重要力量,具有战略意义。日本东丽社长日觉昭广表示,尽管中国的技术进步构成了威胁,但日本企业凭借积累的坚实基础数据仍能保持优势地位。

受益于政策推动和产业快速发展,中国碳纤维企业近年来迅速增长,数量已占全球近七成,整体产能位居全球第三。那么,中国的碳纤维技术和市场进步到了什么程度?日本的优势还能保持多久?

碳纤维是一种重要的无机高性能纤维碳材料,在化工材料中具有重要地位。它是一种碳含量大于95%的纤维材料,通过在高温下碳化制得,主要由聚丙烯腈、黏胶纤维和沥青纤维等有机纤维制成。碳纤维根据力学性能、纤维丝束大小和前驱体的不同进行分类。它具有耐腐蚀、抗氧化、高强度、耐高温和不生锈等优良性质,但横向耐冲力和耐磨性相对较差。因此,碳纤维通常作为增强材料添加到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,形成复合材料。

碳纤维的直径约为10微米,拉伸强度可达到4800兆帕,是钢的7至9倍,而比重仅有钢的四分之一。它还具有耐高温的特性,在几千度的高温下仍能保持稳定。碳纤维不仅外观纤细,而且在应用领域上也极为广泛。它首次市场化应用于1972年的碳纤维增强树脂钓鱼竿,之后快速应用于工业制造和尖端科技领域。小丝束碳纤维主要应用于国防军工、航空航天、卫星导弹和休闲体育用品领域,而大丝束碳纤维主要应用于工业和民用领域。

目前,碳纤维在众多领域具有实际和潜在的应用,包括导弹、空间平台和运载火箭、航空器、先进舰船、轨道交通车辆、电动汽车、卡车、风电叶片、燃料电池、电力电缆、压力容器、铀浓缩超高速离心机、特种管筒、公共基础设施、医疗和工业设备、体育休闲产品以及时尚生活用具等。

虽然碳纤维在中国的产量和销量与国际平均水平相比仍有差距,但中国在碳纤维技术和产业化方面已取得阶段性成果。例如,中复神鹰于2015年通过了国家技术成果鉴定,成为全球第3个拥有千吨级T800级碳纤维生产线的国家。

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