碳纤维行业的发展趋势是怎么样的

1. 碳纤维行业的发展趋势是怎么样的

　　前景不错，据前瞻产业研究院《2016-2021年中国碳纤维行业深度调研与投资战略规划分析报告》显示，国内外碳纤维产业差距大,国内碳纤维企业面临较大困境。我国企业无论从企业总产能还是单线产能都与国外相差很大,国内碳纤维产品质量稳定性不够、产业链不完整,碳纤维复合材料的设计能力、制备成本以及应用范围都与国外有不少差距。由于国外碳纤维企业在制备工艺和生产设备方面领先我国较多,他们对我国低价倾销国内能够量产的T300 和T700,致使国内碳纤维企业的成本和市场价格出现了倒挂,从而亏损严重。我国碳纤维企业多达30 多家,产业集中度低、同质化严重,产品质量与国外差距较大,一时难以与国外大企业抗衡。
　　前瞻产业研究院报告显示，国内目前碳纤维产能超过2 万吨,但多为低质量重复建设,单线产能小,“十三五”期间又规划了1.5 万吨左右的产能,而2015 年国内碳纤维需求量在1.5 万吨左右,国外企业占据了80%的市场,2020 年,国内碳纤维的市场空间为2~3 万吨,所以国内碳纤维产能面临过剩,单线产能小、产品质量低的碳纤维企业会面临关停,能够布局全产业链、单线产能上千吨的碳纤维生产龙头会受到投资者青睐;碳纤维设备的制造产业和碳纤维复合材料的应用产业在盈利能力上比碳纤维及复合材料的制备产业乐观很多,国产碳纤维设备已逐渐能满足碳纤维生产的需求。
　　受益于国内对千吨级碳纤维生产线的较多需求,碳纤维设备会比碳纤维及复合材料更早实现进口替代,碳纤维复合材料在海洋工程、航天军工以及汽车等工业领域都体现了较好的应用前景,同时碳纤维复合材料的价格在降低,所以碳纤维复合材料的应用会越来越广。

2. 碳纤维研究进展及发展现状

全球碳纤维分领域需求上升
碳纤维复合材料具有质量轻，强度高的特性，活跃在各种各样的用途上。包括用于追求轻且易用的高性能体育用品、追求在宇宙飞行用的轻量且高性能材料的航空航天飞行器，以及压力容器、汽车、风车、船舶、土木建筑等各种各样的一般产业用途。根据赛奥碳纤维技术统计，2018年全球碳纤维运用细分领域中风电叶片叶片和航天国防领域最多，分别达到22000吨、21000吨。而增长最为显著的是汽车零部件领域，2013-2018年需求复合增长率达到33%。



从全球市场看，2018年全球市场碳纤维需求为9.26万吨，预计在2020年全球需求将达到11.21万吨。
就需求结构而言，碳纤维材料总量一半以上应用在工业领域，风电叶片领域应用占比24%，航空航天领域应用占比23%，体育休闲领域占比15%，汽车工业领域占比12%，四者总计占比74%。其中，体育休闲用品所消耗的碳纤维呈逐年下降之势。



从产能的角度来看，全球碳纤维市场基本被日本和美国企业垄断。2018年世界碳纤维产能为15.5万吨。从地区来看，美国生产3.73万吨占24%，日本生产2.91万吨，占比19%，中国生产碳纤维2.68万吨，占比19%。



但是从企业来看，日本企业在全球小束丝碳纤维市场份额占到约58%，其中日本东丽占比27%、日本东邦占比18%、日本三菱占比13%;全球大束丝碳纤维市场集中度更高，基本被日本Zoltek和德国SGL两家控制(注：Zoltek2013年被东丽收购)，Zoltek全球占比49%，德国SGL全球占33%。
中国碳纤维处于产能扩张阶段
从整体供需状况上看，目前世界上碳纤维的主要消费地区仍然集中在美国、欧洲和日本。根据赛奥碳纤维技术统计，中国碳纤维需求量一直维持稳步上升趋势，2018年国内碳纤维市场需求为3.1万吨，同比增长32%，预计未来年复合增长率为12%，在2020年国内市场需求将达到3.89万吨。



目前国内T300级碳纤维性能达到国际水平，主要运用于航空航天及体育休闲等领域;T700级碳纤维已建成千万吨级生产线，低成本干喷湿纺T700级碳纤维已经实现规模化生产;中国首条千吨级T800原丝生产线由中复神鹰生产线2016年投产;但T800级以上的碳纤维国内企业还处于小规模试验，技术相对东丽还是存在较大差距。中国在T800级别以上的碳纤维生产中都还是处于小批量试验生产阶段，而国外的东丽公司已经实现了比较成熟的高模产品。中国碳纤维公司产能前三名是：中复神鹰、江苏恒神以及精密集团。



——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国碳纤维行业深度调研与投资战略规划分析报告》。

3. 碳纤维复合材料的概况

4. 碳纤维材料的缺点

缺点有以下三种：
1、碳纤维材料对人力成本的需求大。
2、碳纤维材料的加工生产效率不高。
3、碳纤维材料加工时需要进行复杂的应力计算。

拓展碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
参考材料:
碳纤维百度百科

5. 碳纤维复合材料的优势

6. 碳纤维材料

纤维 （carbon fibre），顾名思义，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中，时间已过去20多年，它至今仍保持纤维形态。


目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化（预氧化）、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括，脱氢、环化、氧化及脱氧等。

7. 碳纤维材料的缺点

缺点有以下三种：
1、碳纤维材料对人力成本的需求大。
2、碳纤维材料的加工生产效率不高。
3、碳纤维材料加工时需要进行复杂的应力计算。

拓展碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
参考材料:
碳纤维百度百科

8. 碳纤维材料的优势体现在哪里？

比传统金属材质发热体的发热电缆节能30%以上   

比传统金属材质发热电缆重量小。
长纤碳纤维原丝是无机物非金属材料，不氧化，含碳量高达99%，寿命中衰减只有1.7%，是目前所掌握的发热材料中最高的。
比传统金属红外发射率高，碳纤维发热红外发射高达70%以上，对人体健康保健理疗的作用。