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能源革命对外开放百家论坛之一九六

新材料篇之—碳纤维(中②)
全碳纤维车壳
碳纤维轮毂
碳纤维手机壳

  7观点呈现

  碳纤维的应用(二)

  在卫星方面,碳纤维主要做卫星的主承力支架,轻质,可以增大有效载荷;做天线、面板,轻质、高强高模、尺寸稳定性好。卫星用碳纤维复合材料有高模量碳纤维:Toray(M系列、MJ系列)、Hexcel(UHM系列)、Toho(UM系列);环氧树脂基体、金属基体。复合材料的使用使卫星结构质量仅占总质量的5%—6%左右。

  目前,国内碳纤维材料用量80%以上都用于体育休闲用品,如曲棍球杆、垒球杆、网球拍、钓鱼竿、自行车、高尔夫球杆等,在福建、山东等东南沿海城市用量非常大,利润率非常高。

  在能源方面,碳纤维用于风力发电翼片、铀离心分离装置、燃料电池箱子、石油勘探与开采。

  碳纤维在汽车方面的应用是一个亮点,应用于引擎盖、易受冲击部位、传动轴、散射器核心支持部件、车身面板等,车用碳纤维复合材料重量是钢铁材料的25%,但强度是钢材的10倍。与普通汽车相比,应用碳纤维的汽车,减重可以达到40%,节用燃油30%。

  在船舶制造方面,碳纤维应用于游艇、帆船,在国外得到了大量应用,在我国还未兴起。

  在压力容器方面,应用于压缩空气呼吸器、储氢罐、压缩天然气储罐等。

  在建筑补强方面,应用于桥墩增强、甲板增强、柱增强、桥梁护栏等。

  在机械部件、医疗器械与相关IT产品方面,应用于医用刀片、机器手、管轴才、CT机顶部面板、笔记本电脑外壳。

  在高速列车方面,车身材料以前用得是钢铁,后来用到铝合金,现在过渡到碳纤维材料。日本等国家将碳纤维增强塑料曲面外板用铆钉铆接在铝构架上,制出了满足需求的车体。

  在导线方面,ACFR碳纤维复合芯导线,线损减少6.3%,全国减少线损266.67亿千瓦时,相当于每年节约电煤997.35万吨;节约一半的金属铝的用量,按每年电力电路100万吨铝用量计算,能节约铝材近50万吨。节约了线路所占用的土地。全国每年可节约土地30万亩。

  全球市场格局汽车、风电、航空航天占比大,汽车、风电需求未来增速大。

  

  8观点呈现

  碳纤维国产化现状(一)

  从全球产业市场需求来看,碳纤维需求量快速增长,2020年达到3万吨以上。主要用在航空航天领域和工业领域,航空航天高端应用领域用量第二、销售额第一,利润较大,工业领域用量较大。从国内产业市场需求来看,我国碳纤维需求量从2015年开始需求快速增长,应用集中在体育用品,碳纤维主要来源日本、台湾和韩国等,国产碳纤维实际销售估计2500吨,仅占世界需求量的4.67%。国内市场需求较小,产品稳定性不如国外,所以国家要加大在碳纤维上的研制力度,争取碳纤维用量不断提高。碳纤维是关系国家安全和国民经济的战略材料。本世纪初日美严格禁运严重威胁国防安全:没有T300导致已有型号难以为继,没有T800致使新一代型号难以萌生。

 
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