碳纖維復(fù)合材料成為國防軍工法寶

高性能纖維復(fù)合材料屬于高分子復(fù)合材料，是由各種高性能纖維作為增強體置于基體材料復(fù)合而成。高性能纖維是近年來纖維高分子材料領(lǐng)域中發(fā)展迅速的一類特種纖維。高性能纖維復(fù)合材料是發(fā)展國防軍工、航空航天、新能源及高科技產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)原材料，同時在建筑、通信、機械、環(huán)保、海洋開發(fā)、體育休閑等國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域具有廣泛的用途。

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      高性能纖維主要分為碳纖維、芳綸纖維、特殊玻璃纖維、超高分子聚乙烯纖維等，其中碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維是當(dāng)今世界三大高性能纖維。

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國內(nèi)企業(yè)將取得突破繼石器和鋼鐵等金屬之后，碳纖維被國際上稱之為“第三代材料”，因為用碳纖維制成的復(fù)合材料具有極高的強度，且超輕、耐高溫高壓，廣泛應(yīng)用于航空汽車及國防領(lǐng)域等。碳纖維是由90%以上的碳元素組成的纖維。碳纖維結(jié)構(gòu)近乎石墨結(jié)構(gòu)，比金剛石結(jié)構(gòu)規(guī)整性稍差，具有很高的抗拉強度，它的強度約為鋼的4倍，密度為鋼的四分之一。碳纖維同時具有耐高溫、尺寸穩(wěn)定、導(dǎo)電性好等其他優(yōu)良性能。

      按原料分碳纖維可分為粘膠基碳纖維、聚丙烯腈基碳纖維(PAN基碳纖維)和瀝青基碳纖維，目前世界各國發(fā)展的主要是PAN基碳纖維和瀝青基碳纖維。日本是全球最大的碳纖維生產(chǎn)國，2002年日本東麗(Toray)公司碳纖維生產(chǎn)能力達(dá)7300噸/年，東邦公司(TohoTenax)擁有5600噸/年的生產(chǎn)能力，三菱人造絲(Rayon)有4700噸的年產(chǎn)量，這3家公司碳纖維的總銷售份額約占全球小絲束市場的75%。

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    從2004年起，碳纖維市場突然緊缺，出現(xiàn)了供不應(yīng)求局面，價格隨之急劇上漲。碳纖維需求擴大的背景包括兩個方面：一是越來越多的民用飛機制造商將碳纖維作為機體材料；二是碳纖維在風(fēng)力發(fā)電、液化氣罐、自行車、體育用品等領(lǐng)域的用途正在逐漸擴大。

     隨著航空航天、體育休閑和工業(yè)應(yīng)用對碳纖維的需求大幅度增加，全球碳纖維市場正以平均每年兩位數(shù)的速度快速增長。綜合產(chǎn)能和需求變化，全球碳纖維行業(yè)在未來幾年中仍可維持兩位數(shù)的增長，且供小于求。 123456

     盡管我國碳纖維生產(chǎn)發(fā)展緩慢，但消費量卻與日俱增，市場需求旺盛，主要集中在文體用品和航空航天方面，一般產(chǎn)業(yè)需求增長也比較迅速。近年來，隨著市場需求的增加，特別是國防、軍工、航天航空、體育用品方面的需求增加，每年主要依靠從國外進(jìn)口碳纖維以滿足要求，據(jù)統(tǒng)計1996-2002年國內(nèi)碳纖維消費年均增長率超過20%，2007年國內(nèi)的市場需求量約為3500t/a，主要依靠進(jìn)口。

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     目前，碳纖維已被列為國家產(chǎn)業(yè)化纖行業(yè)重點扶植的新產(chǎn)品，國內(nèi)已有多家企業(yè)擬建或正在建設(shè)碳纖維生產(chǎn)裝置。2006年安徽華皖集團(tuán)的PAN基碳纖維項目的建成投產(chǎn)，填補了我國PAN基碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)的空白。我們預(yù)計擺脫了國外原絲控制的中國碳纖維行業(yè)將迎來飛速的發(fā)展。