碳纤维复合材料发展

1、Abstract: Carbon fiber has become one of the important modern industrial materials and it can be used in many fields. This paper describes the current development of carbon fiber at home and abroad and some shortcomings of carbon fibers in china also be discussed. This paper also focuses on the appl

2、ication of carbon fiber in industry, civil construction, transportation, and other fields and the development of composite materials product of carbon fiber .The development trend of carbon fiber is also be discussed.Key words： Carbon Fiber; Development Status; Application; Development Trend 0引言碳纤维是

3、纤维状的碳素材料.含碳殳在90%以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高 温状态下碳化而制得,碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比 强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000C以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质， 是其他主要结构材料（金属及其合金）所无法比拟的。除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优 良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨张 系数低、光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加:性， 是先进更合材料最重要的增

4、强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽乍、 电子、机械、化轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型 匚业材料的典型代表，为世人所瞩目。破纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方 面，发挥若非常重要的作用,对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和 国民经济有举足轻重的影响。1国内外碳纤维的发展现状国外碳纤维的发展现状目前世界各国发展的主要是PAN基碳纤维和沥青基碳纤维。国外PAN基碳纤维的研究与开发 开始于20世纪60年代。起初，碳纤维主要用于军工和宇航，经过40余年的发展，其应用领域正在向工

5、 业领域和普通民用领域扩大。世界PAN基碳纤维生产厂商主要有日本Toray （东丽）、Toho （东邦）、 Mitsubishi Rayon （三菱人造丝），美国Hexcel （赫克塞尔）、Amoco （阿莫科）和Zoltek （卓尔泰克） 等公司。沥青基碳纤维主要生产厂商有日本Mitsubishi Chem （三菱化学）、Kureha （吴羽）、Donac与 美国Amoco公司。在小丝束碳纤维（3 K , 6 K和12 K ）方面，Toray、Toho与Mitsubishi Rayon等3家公司 已形成垄断，其产能分别达到9 100、5 600和4 700 t / a,占世界总产能的31.

6、6 19.5 %和16.3 %c 大丝束碳纤维的主要生产国是美国、德国与日本，产能情况如表1,1所示，其产量大约是小丝束碳纤维 产生的33 %左右。表1. 1世界大丝束碳纤维产能情况t/a生产商产能美国AKZO-Fortaf 11 （阿克苏-福坦非尔）3500Zoltek1800Aldila（阿尔迪拉）1000例国SGL （爱斯奇爱尔）1900日本Tor ay300总计9500近年来，大丝束碳纤维获得飞速发展，世界上过去不生产大丝束碳纤维的一些碳纤维生产厂也 纷纷打算生产大丝束碳纤维或已开始生产大丝束碳纤维，最典型的当推Toray公司：同时，国外已经通过 利用与电磁辐射有关的等离子技术由完全和

7、部分稳定的碳纤维原丝来生产碳纤维：并且把纳米技术也应用 在碳纤维上，研制出纳米碳纤维，Carbon Nanotechnologies Inc. (Houston, TX)、Materials 也 Electrochemical Research Corp. (Tucson. AZ)和日本 Mitsubushi Chem 与 Toray 等计划大规模生产纳 米碳纤维我国碳纤维发展现状从20世纪70年代中期开始，经过30余年的发展，我国碳纤维从无到有，从研制到生产取得 一定的成绩，但总的来说，我国碳纤维的研制与生产水平还较低，目前仅相当于国外20世纪70年代中、 末期水平。1. 2. 1 PAN基

8、碳纤维我国PAN基碳纤维的开发研制已有30多年历史。20世纪60年代初，吉林应用化学研究所已 着于于PAN基碳纤维的研究，70年代初已完成连续化中试装置。其后，上海合成纤维研究所、中国科学院 山西煤化所等玳位也开展研制工作，并于80年代中期通过中试。我国碳纤维生产先后建成J从年产几 百千克到年产几吨的小试装置和几十吨的中试生产装理，起步不晚，但发展缓慢，总生产能力还不及发达 国家或地区的一家公司见表表1.2世界各大PAN基碳纤维公司2002-2004年的产能 t/a生产公司生产能力日本Tor ay9100 （小丝束）日本Toho5600 （小丝束）日本Mitsubishirayon4700 （

9、小丝束）美国Hexcel2000 （小丝束）英国Amoco1900 （小丝束）中国台湾台湾工程塑料公司1750 （小丝束）美国AKZO-Fortafil3500 （大丝束）美国Soltek1800 （大丝束）美国Aldila1000 （大丝束）例国SGL1900 （大丝束）2002年国内PAN基碳纤维需求量约为2 235 t ,其中体育休闲领域需求量为1 935 3占 87 %： 一股产业需求量为250 t,占11 %：军工领域需求量为50 t,仅占2: 2003年3月10日，英国AMEC / ACE （艾麦克）公司与中国安徽华皖碳纤维有限公司关于年产量分别为PAN原丝500 t、碳纤 维20

10、0 t （均以12 K计算）的技术转让合同在上海正式签约，假期2005年初本项目投产，这将极大地推 动我国碳纤维的发展。2. 2沥青基碳纤维世界沥青基碳纤维的生产能力较小，国内沥青基碳纤维的研究和开发较早，但在开发、生产及 应用方面与国外相比有较大的差距见表1. 3o表32002-2004年世界沥青基碳纤维的生产厂家及产能斗：品种国家或公司产能/ (t a1)强度/MPa模量/GPa通用型碳纤维中国45068641Donac30068634Kureha90059098030、33Niffobo开发中65798040、49Noppon开发中784、9803949高性能碳纤维Amoco140230

11、13002100170960Mitsubishi Chern5001800飞300176735Nippon Sekiyu5032303300392686Donac开发中18003000140600Kureha开发中1800400015010020世纪70年代初，上海焦化厂以煤焦油为原料成功地制取r碳纤维，但因试验结果不稳定， 产品质量不高而中止, 1979年，中国科学院山西煤化所开始研制沥青基碳纤维,1985年通过小试。在 此基础上，冶金部在烟台筹建/新材料研究所，生产通用级沥青碳纤维，规模70 100 t / a,主要做 飞机的刹车片。90年代初扩大到150 t / a。但由于设备未过关，又

12、无改造资金，处于停产状态。鞍山东 亚精细化工有限公司投资L 2亿元人民币于90年代初从美国Ashland （阿什兰德）石油公司引进全套生 产设备，生产能力为200 t / a, 1991年动工建设，1995年投产。近年来，我国碳纤维的产品虽有增加， 但与不断增长的需求相比仍有较大的差距。我国沥青基碳纤维与PAN基碳纤维相比发展较慢,但由于生产成本较低,价格约为PAN基碳 纤维的1 / 31 / 4,因此沥青基碳纤维在民用及建筑领域的应用前景较为广阔，这将为我国沥青基碳 纤维的发展提供良好的机遇。1.3国产碳纤维存在的主要问题我国碳纤维虽然经过r 一段时期的发展，但是与国外的技术水平还存在一定的

13、差距和一些在竞 争中不容忽视的问题，主要有以下几个方面1）原丝质量与国外比还存在差距。由于国产碳原丝在生产过程中大部分采用民用腾纶原 液，杂质含量较高，造成碳纤维性能不稳定，离散系数较大。2）大部分国产碳纤维未经过表面处理，制成更合材料层间剪切强度偏低。没有经过表面处 理的国产碳纤维不能用作高性能要求的先进更合材料增强体，也不能在航空、航天等国防部门中用来制作 主承力构件。3）尚未形成经济规模,价格太贵，成本组成不合理。国产碳纤维目前售价太高，远比国外进 口的价格要高。我国碳纤维之所以价格昂贵，有很多不合理因素。如成本结构存在问题，据我国某碳纤维 厂对碳纤维成木的粗略统泞，原丝费用约占碳纤维成

14、本的25 %,而乍间费用约占碳纤维成木的44S4）品种单一、规格单.一，碳纤维来源大部分依赖于进口根据不同行业、不同产品、不同零部件的不同需求，希望能采用不同类别、不同品种、不同规格的碳纤维。除/供结构材料使用的碳纤 维，还希望有供功能材料使用的碳纤维，而我国目前碳纤维只有相当于T 300的一个品种。2碳纤维的应用状况碳纤维主要应用领域碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蟠变、导电、传热等特性，属典型 的高新技术产品，表2.1是几种碳纤维材料的性能比较。主要用于制备先进豆合材料（ACM）,已广泛 应用于宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及上木建筑领域。鉴于近年军事1：业

15、上应用的萎缩、 碳纤维成木的降低及先进低成本制造豆合材料技术的突破，碳纤维更合材料在建筑、工业、交通运输等方 而的应用便成为研究开发的热点，并取得r一定的突破性进展15 -111 表2.1几种碳纤维材料性能比较拉伸强度拉伸模模密度比模量比强度产地/MPa/GPa/ (g cm5)(109 cm )/ (10 cm)IM652002761.701.623. 06美国IM753792761. 801.533. 00美国IM854473031.701.783. 20美国IM963432902.001.453. 17美国P3040002101.761. 192.27日本T70048002301.801

16、.282.67日本T80054902911.801.623. 03日本T10007060日本宇航领域在宇航领域，由于其重量轻，刚性、尺寸稳定性和导热性好，高模量碳纤维很早便应用于人造 卫星中c碳纤维在宇航上的应用主要在固体火箭发动机壳体和喷管上。2002年，在宇航领域中碳纤维的需 求生大约是4 000 t,其应用分布：北美为2 500 3高达62. 5 %：欧洲和亚洲分别为1 260 t和240 t, 分别占26. 1 %和4.2 %2 土木建筑领域随着碳纤维成本的降低与豆合材料制造技术的发展，土木建筑领域成为碳纤维豆合材料应用的 新市场C利用碳纤维更合材料棒材替代元钢，利用碳纤维更合材料层板

17、加固或修夏桥梁及建筑物，及利用 碳纤维增强混凝土等将会有很大的发展。目前在土木建筑领域的应用主要是：豆合材料棒材、纤维增强胶 接层板、碳纤维增强混凝土、碳纤维豆合材料片等。2.1. 3工业领域近几年来碳纤维在宇航领域中应用萎缩，在1：业应用的市场不断看好。与宇航和体育休闲用品 相比，1：业应用对于碳纤维的需求在不断增长。基础设施、油气开采、压力容器、豆合材料粒子、航海构 件等应用不断开发，使碳纤维在这个领域的应用持续增长。欧洲和日本在这方面的开发处于领先地位，因 此，用于工业应用碳纤维的需求量欧洲最大，亚洲其次。据报导，制备注射和模压用的粒料消耗的碳纤维 高达2 700 t,主要用于生产手机、

18、计算机、办公设施等，在电磁屏蔽和静电消散方面的应用也不断增长。2.1. 4交通运输领域在交通领域，碳纤维扩大应用的最大希望在于汽车业。国外的各大主要汽车厂家，均竞相开发 CFRP （破纤维豆合材料化的节能、环保和安全性汽车。新一代的汽乍要求大大地降低能耗，最重要的措 施之一就是减轻汽车质量:，用一股钢材是不可能实现的，因此采用匏合材料是最有效的办法。设计表明， 一辆典型小车的碳纤维用量可以超过113 kg。在这一领域仅仅为满足北美的需求，蹂纤维的需求量就达 现有世界碳纤维总生产能力的100倍。因此碳纤维豆合材料用作汽车材料，将具有广阔的发展前景也乙目 前碳纤维豆合材料已获得应用或正在研究开发应

19、用的领域主要包括：飞轮、压缩天然气贮罐、燃气透平部 件、刹乍装置，其它部件如蓄电池、活塞、传动釉、弹翼、大梁等。在载重汽车上使用碳纤维豆合材料后， 每辆可降低质至：200 kg左右2.1. 5能源领域目前，电阻率在1。710“ 山 cm的碳纤维纸属高性能碳纤维纸，通常称之高导电率碳纤 维纸，在新能源和电化学领域正在广泛推广应用小科学家经过买种探索，确认高性能碳纤维纸能满足绿 色能源一一燃料电池的要求，而且和原碳材料电极相比，还有体枳小、质量轻、效率高等优点。现在， 用高性能碳纤维纸制作质子交换膜燃料电池（PEMFC）的气体扩散层电极材料,已经得到各燃料电池制造商的认同，从而得到很快发展。能源和

20、贮能方面，像风力发电叶片、飞轮、电池等应用也不断扩大c. 6体育休闲领域亚洲用于生产体育休闲用品碳纤维的消耗量是世界上最高的。2002年在体育休闲用品的4 990 t碳纤维中，亚洲占首位达3 100t,占62.2M 其次是北美，为11203占22.4机 欧洲最少，为770 t, 占 15. 4 %在亚洲特别是中国（包括台湾省）正越来越多地生产管状豆合材料件，像高尔夫球杆和网球拍等， 其它还包括箭杆、钓鱼竿、自行车架、船桨、滑雪工具、棒球棒、公路赛车、竞技墙等体育用品。碳纤维及其复合材料的产品2. 1碳纤维加固补强织物上海市纺织科学研究院研制的碳纤维加固补强织物是一种高科技含量的产品，该纤维采用

21、国 外进口高性能碳纤维加工而成，具有向强而效、耐久耐腐、质量轻等特点。该补强织物具有以下性能：向密 度为300 g/m1厚度为0.3 mm,弹性模量为2.1 X 105 MPa,拉伸强度23 300 MPa,伸长率21. 6 %,密 度LSO g/cm、幅宽30、150 cm,补强技术是用配套树脂将碳纤维织物粘贴于混凝土结构表面，起到结构补 强及抗震加固作用，广泛用于梁、柱、板、墙等补强，也可用于桥梁、隧道、水坝等其他土木工程的加固。2. 2新型活性碳纤维杀菌效果神奇中国台湾地区逢甲大学材料科学研究所成功研发出一种新型活性碳纤维。经测试发现，使用一 层这种纤维布，可以百分之百地过滤和抵挡绿脓杆

22、菌和大肠杆菌，对肺炎杆菌的减菌率在99.99 %以上。 放置一年后，杀菌效果依然不减。逢甲大学科学家指出，以前的活性碳纤维布是让细菌吸附固定在纤维上， 经过几个小时，碳纤维便能发挥抑菌效果。新一代活性碳纤维布的化学特性可以让细菌如同踩到地宙瞬间 被杀死,新活性碳纤维布的独特之处还在于可以重更清洗100次以上，寿命长达3至5年，用来做口罩, 比用即弃的N95 口罩更好。这种纤维布对其他细菌的抑制和杀灭功能尚待测试。据悉，目前全球仅日本、 俄罗斯、英国、中国大陆及中国台湾地区拥有活性碳纤维的制造技术。2. 3新型碳纤维复合芯导线江苏远东集团和美国一家高科技公司联合开发的新型碳纤维更合芯导线获得成功

23、，产品己上 市。据介绍，与传统钢芯铝绞线相比，碳纤维更合芯导线具有质量轻、强度大、耐高温、耐腐蚀、线损低、 弛度小、与环境亲和等优点，可提高传输容量1倍，减少20生杆塔数，减少有色金属消耗，降低传输损耗。 该技术推广将有利于我国构造安全、环保、高效节约型输电网络。2.4碳纤维导电面料俄罗斯柴可夫斯基纺织股份公司是专业防护服生产企业，其产品用于食品医药业、建筑交通 业、石化天然气行业的劳动防护。该公司最近开发出两种新型含碳丝导电面料，这两种面料分别是“独尼 克斯一热防护”和“弗尼克斯一舒适”，前者成分50%为棉、50%为耐热化纤，每平方米质量为330 g;后 者为棉涤面料，每平方米为280 gc

24、这两种面料专用于石油、天然气行业工作服，加入J碳纤维作为导电 纤维，而国际上同类产品通常加入金属丝作为导电纤维。这两种面料还都加有CI- BA公司的TEFLON和 PYROVATEX 涂层。2. 5碳纤维软质复合材料日木创和纺织与东丽合纤产业集群碳纤维分科会携手开发的利用碳纤维织物与树脂的豆合材 料wCarbon Cloth Soft CompositeM的碳纤维系列产品Carbon ClubTM （零钱夹、钥匙圈、印章盒、皮 带等日用品、小杂物等）上市。今后，除日用品、小饰品之外，产品还将拓展至间隔材料、挂毯、墙壁 装饰材料、百叶窗、窗帘等室内装饰材料领域。Carbon Cloth Soft

25、 Composite”布比铁结实，是碳纤维 与耐久性良好的高柔软可挠性树脂的豆合材料,防起毛性好。“Carbon Cloth Soft Composite布是采用 广创和纺织所有的碳纤维束整齐均一的排列平面织造技术和碳纤维分科会成员平松产业所持的特殊树脂在 碳纤维织物上的均一粘合技术这些技术不仅赋予碳纤维很高的物性，而且实现环氧树脂碳纤维等坚硬 豆合材料（硬质豆合材料）所不可能的裁剪、缝纫，可与普通的布料和皮革同样使用，用途非常广泛。3碳纤维的发展趋势国外碳纤维的发展趋势自从碳纤维:业化生产以来，世界各国都特别重视其应用开发。随着价格不断降低，其应用 范围从满足性能要求高的航空、航天领域逐步向

26、文体和民用领域推广。目前，碳纤维的市场需求在北美、 欧洲、亚洲基本上呈鼎足之势。按应用领域划分，世界聚丙烯腊基碳纤维主要用于宇航、文体休闲用 品、其它工业等领域，其总体消费比例分别为25.2%, 31.4%, 43.4%,不同地区各有侧重。由于碳纤维更合材料具有高比强度、设计性好、结构尺寸稳定性好、抗疲劳断裂性好和可 大面积整体成型，以及特殊的电磁性能和吸波隐身的特点，目前已大量用于生产军用、民用飞机以及战略 导弹和运载火箭上，需求量稳步增长。文体用品方面，目前碳纤维材料已从钓鱼竿和高尔夫球棒推广到网球拍、羽毛球拍、高尔夫球杆、冰雪 运动器材、水上运动器材等方面，需求量稳步、较快增长。其中高尔

27、夫球杆、网球拍和钓鱼竿是体育用品 用碳纤维豆合材料的三大支柱产品，约占该类产品的80%。一般产业对碳纤维材料的应用发展比较迅速，包括基础设施的修更、更新和加固：新能源开 发如沿海油气田、深海油田的钻井平分、管道和缆绳等，以及风力发电机的螺旋桨和风叶：汽卑的刹乍系 统、转动轴、车身以及环保汽乍用的压缩天然气气瓶：电子领域的应用主要有通信、广播、地球观测、空 间探测以及各种飞行器的高精度天线。一般产业的需求增长较快，将成为碳纤维新的主要应用领域。碳纤维是一种性能优越的结构材料，具有极高的附加值，自商品化以来，应用范围已从最初 的航空航天、军事部门逐渐向民用领域渗透，目前已扩展到整个:业民用的多种领

28、域。随着应用研究的不 断深入，特别是在民用方面仍将继续拓宽应用领域，扩大使用曳。国外侦测碳纤维除r在航空航天以及 体育用品进一步应用外，近年内包括土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用:业级碳纤 维。由此可见，当前世界碳纤维有如下发展趋势：产品性能趋向于高性能化：价格将大幅度降 低：航天航空和文体用品领域用量稳定增加，民用工业用品增幅较大，已超过前两者。特别是腐者大丝束 碳纤维的大规模生产，其价格将不断降低，民用工业用品将继续保持大幅度增加的趋势。国内碳纤维的发展趋势尽管我国碳纤维生产发展缓慢，但消贽量却与日俱增，市场需求旺盛，主要集中在文体用品 和航空航天方面，一般产业需求增长也

29、比较迅速。近年来，随着市场需求的增加，特别是国防、军工、 航天航空、体育用品方面的需求增加，每年主要依匏从国外进口碳纤维以满足要求，据统计1996-2002年 国内碳纤维消费年均增长率超过20缸 目前国内的市场需求量约为2500a,主要依靠进口。国内碳纤维 主要应用领域见表3.1表3.1 国内碳纤维主要应用领域类别应用领域成熟市场航空、航天及国防领域：飞机、卫星、火箭、导弹、宙达等体育休闲品：高尔夫球、渔具、网球拍、羽毛球拍、箭杆、自行车、赛艇等新兴市场碳纤维基增强匚程塑料、压力容器、建筑补强、风 力发电叶片、摩擦材料、深海油0的钻进平台等待开发市场汽车零部件、医疗机械等通过对国内市场需求进行

30、广泛深入的调研发现，近几年体育和休闲用品及压力容器等领域对 碳纤维的年需求量迅速增长，从我国航空航天技术的发展来看，也急需高性能碳纤维及其豆合材料。综上所述,国内PAN基碳纤维材料加匚业已初具规模，有一定的技术基础和市场开发能力， 市场需求比较旺盛，但碳纤维的生产远远不能满足市场需求，需大量进口。此外，考虑到我国碳纤维的应 用还在不断发展，许多用途还有待开发，如碳纤维在工程修补增强方面、飞机和汽车刹东片、汽车和其他 机械零部件的应用以及电子设备套壳、集装箱、医疗器械、深海勘探和新能源的开发等方面都将是我国碳 纤维未来的潜在消费市场，对磔纤维的需求量将更大。因此，未来我国碳纤维的市场需求前景广阔

31、，潜力 极大。3碳纤维未来需求未来几年碳纤维产能提高，市场需求增加I。专家们认为，未来全球碳纤维行业将加快发展，碳 纤维生产将加大力度，不少生产线会上马，碳纤维的生产能力将以空前的速度增长。会议副主席、业内资 深专家安东尼罗伯茨（AnthonyRoberts）的发言尤其引人注目。他说，全球小丝束纤维的实际生产能力为 名义生产能力的50%65斩估计当今这一比例为65%,实际生产能力是24500吨：到2014年，会增加到 40000吨。由于新的生产线上马，更专注于生产单.一的产品，生产效率会更高，实际生产能力会进一步提 高,可能达到45500吨左右。罗伯茨还说,目前全球大丝束纤维实际生产能力为14

32、500吨,到2014年, 会增长到30000吨左右。2014年，这两种纤维的名义生产能力达9年50吨，比1998年增长7倍。（见表 3. 1）表3.1全球碳纤维生产能力预测（冷位：吨）2008 年2009 年2010 年2011 年2012 年2013 年2014 年小丝束纤维宣布的 产能42950498505620059200592005970060700小丝束纤维实际产 能27958363904215044400444754515045525大丝束纤维宣布的 产能20500237502575025750317503225032750大丝束纤维实际产 能1886021850208502369

33、0292102967010130宣布的总产能63450736007995084200914509245093450实际产能力46818582406400068090736857482075655上述数字包括新组建公司的产品数量，如中国、加拿大、印度和沙特阿拉伯的一些新成立公司 的产品数量。罗伯茨说，这些实体可能会增加他们的生产量，其他供应商也有可能浮出水而。需要说明的是，对于碳纤维，人们所宣布的产能通常是以标准产品类型为基础进行计算的。但 是，除了具有标准强度和模量的标准产品之外，还有很多其他的根据技术特性而定的等级产品，纤维的粗 度也不尽相同，按照产品类型和纤维粗度来划分，其产能是不同的。在

34、生产多种产品的时候，换产会很浪 费时间。因此，实际的产能通常会低于宣布的产能。罗伯茨广泛研究了碳纤维生产问题，包括聚丙烯脂（PAN）的前体供应，小丝束纤维，大丝束纤 维等，然后得到/一组数据。罗伯茨对现有的和宣布的碳纤维生产计划、终端市场生产趋势加以分析。如 果他的预期属实，那么未来7年碳纤维生产扩张将满足需求。他的数字涵盖风力发电、汽车、航空航天、 压力容器、海洋、体育设备等。不过，破纤维的主要应用领域为航空、1：业和体育行业。罗伯茨对这些行 业碳纤维需求的预测是乐观的（见表3. 2） o表3.2全球碳纤维需求侦测（单位：吨）2008 年2009 年2010 年2011 年2012 年201

35、3 年2014 年航空725091201070011375122301287013580工业21275242552727030690312503840542445体育7025748579708085868090159400合计35490408604594050350551606029065425据爱尔兰都柏林消息，有研究报告2004-2010年全球碳纤维市场增长机会称，预计2010 年全球碳纤维市场将增至9亿美元，碳纤维加强更合材料部件市场将增至99亿美元：预计到2010年碳纤 维的总需求量将达到32000吨。显然，罗伯茨的预测比该研究报告乐观。体育用品使川碳纤维绝对数量仍 在增加根据美国体育

36、用品制造商协会的最新统计数据，美国市场体育用品设备销售在2006年总额约250 亿美元，这还不包括鞋子、机动乍辆和举重器材。大量使用碳纤维夏合材料的产品是高尔夫球槽、球拍、 雪倭、滑雪板、曲棍球棒、钓鱼竿和自行车。生产上述7种产品，制造商在2006年的更合产品消费量估 计为6710吨左右。按此计算,20为年体育用品制造业所用的碳纤维占全球消费量的24%左右。但是,同 过去相比，体育用品的碳纤维使用虽占全球使用量的比例在逐渐降低，2001年体育用品碳纤维用量占了大 约3居。不过，体育用品使用碳纤维的绝对数仍在增加，在未来几年内，每年的增长预计平均为4.3%,到 2009年或2010年，使用量将有

37、可能超过唱片业的水平4总结碳纤维属高新技术、高附加值产品，具有其他材料不可比拟的优异性能，具有广泛的用途和 良好的发展前景。随着我国经济的持续快速发展，碳纤维的市场需求与日俱增，发展我国的碳纤维业具 有重大的现实意义和深远的历史意义。因此，针对当前现状，必须加快我国碳纤维发展进程C1)制订我国碳纤维发展的总体规划，考虑国内研制与国外引进相结合。碳纤维是一种可以形 成庞大产业带的基础产品，并随其成本的降低而在金属、陶瓷、玻纤等材料的传统应用领域得到广泛应川。 同时伙I其高科技含量，又可在一定时期形成相对垄断产品C因此，碳纤维及其豆合材料的开发，可为企业 带来长期、稳定的投资收益，是大企业较好的投

38、资方向。2)开发低成木碳纤维技术，特别是采用一般纺织用PAN原丝生产工业级碳纤维和开发大丝束 碳纤维小。碳纤维的价格是限制其推广应用的制约因素，降低碳纤维价格的关键是采用一股纺织用PAN原 丝生产工业级碳纤维和大丝束碳纤维，我国必须突破这些关健技术1113 o3)解决碳纤维生产厂家小而散的问题，以提高竞争力。像日本3家碳纤维公司的总产能占世 界的75 %,而我国十几个厂家，每家最多100 t / a级，这样无法与国外竞争。参考文献： 1施肖旭,用, 2赵稼祥. 赵稼祥, 4孙凯英,4)研究扩大碳纤维的应用范围，开发宇航级(小与一股1：业级的碳纤维和发展以T700为基础 的军用碳纤维系列。碳纤维要降低价格必须扩大用量:，必须扩大碳纤维的应用范围。军用高性能碳纤维 的用量单竟是有限的，必须开发新的应用范围，包括交通运输、汽不、能源和土木建筑等领域,刘红