碳纖維材料所具有的良好力學性能和電化學性能使結構/儲能一體化碳纖維復合材料成為可能。2000年起,美國陸軍研究實驗室、瑞典皇家理工學院和呂勒奧理工大學、英國帝國理工大學等機構陸續(xù)發(fā)表了多種結構/儲能一體化碳纖維復合材料的結構及相關性能研究報告。碳纖維細如發(fā)絲、輕如鴻毛,單根直徑只有5至7微米,大約是人頭發(fā)絲的十分之一粗,密度大約只有鋼的四分之一。同時,它又強如鋼鐵。一束一米長的T1000級碳纖維,重量大概只有0.5克,卻可以承擔500公斤左右的拉力。碳纖維強如鋼鐵。一束一米長的T1000級碳纖維,重量大概只有0.5克,卻可以承擔500公斤左右的拉力。湖南龍門結構碳纖維作用
碳纖維也適用于新能源風力發(fā)電,由于傳統(tǒng)火力發(fā)電對環(huán)境有污染,所以風力發(fā)電越來越受到人們的重視。提高發(fā)電效率一直是風力發(fā)電追求的目標。隨著科技的進步,傳統(tǒng)玻璃纖維在大型復合材料葉片中逐漸顯示其性能的不足,耐久性好、質量輕、高精的玻璃纖維和碳纖維復合材料成為發(fā)電機葉片的優(yōu)先材料,可以提高葉片的捕風能力。用于對材料強度和剛度要求高的翼緣部位,不但可以提高葉片的承載能力,促進風力發(fā)電的發(fā)展,而且碳纖維的導電性可避免雷擊損傷。據分析,采用碳纖維葉片可減重20%~40%。碳纖維在電化學領域也有應用。研究發(fā)現,碳纖維可以滿足燃料電池的要求,與傳統(tǒng)碳材料相比,具有質量輕、體積小和效率高等優(yōu)點。用碳纖維制成質子交換膜擴散電極材料已經得到很好的發(fā)展。河南工業(yè)化碳纖維怎么報價碳纖維按照原絲類型可分為聚丙烯腈(PAN)基、瀝青基、粘膠基等。
完整的碳纖維產業(yè)鏈包含從一次能源到終端應用的完整制造過程。從石油、煤炭、天然氣均可以得到丙烯,目前低油價形勢下,原油制丙烯的成本比較好;丙烯經氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈聚合和紡絲之后得到聚丙烯腈(PAN)原絲,再經過預氧化、低溫和高溫碳化后得到碳纖維,并可制成碳纖維織物和碳纖維預浸料,作為生產碳纖維復合材料的原材料;碳纖維經與樹脂、陶瓷等材料結合,形成碳纖維復合材料, 由各種成型工藝得到下游應用需要的 終產品。
由于碳纖維生產工藝流程復雜、研發(fā)投入巨大、研發(fā)周期較長,使得國際上真正具有研發(fā)和生產能力的碳纖維公司屈指可數。美國注重原始創(chuàng)新,日本擅長精細化生產,在碳纖維產業(yè)發(fā)展中各具優(yōu)勢。日本東麗、美國赫克塞爾壟斷航空航天高性能碳纖維市場,日本東邦和日本三菱也在高性能碳纖維領域占據了一席之地;其他重點企業(yè)也各具特色,在原料多元化、合成體系、紡絲技術、絲束規(guī)格等方面具備各自的優(yōu)勢。隨著中簡科技 T700 級碳纖維和光威復材、山西煤化所、河南永煤集團、中石油吉化和江蘇恒神 T300 級碳纖維在航空航天領域應用的逐步擴大,一定程度上削弱了日本及歐美等國在高性能碳纖維領域的壟斷地位。碳纖維材料:輕量化時代的顛覆者。
2020年全球碳纖維需求為10.69噸、同比增長3.05%。 從應用領域看:2020年風電葉片領域是碳纖維比較大的應用領域、需求量為 3.06萬噸,占比為29%,該領域增長強勁,同比增20%。第二大應用領域是航 空航天(需求量1.65萬噸,占比15%),需求量用量急劇降低,同比減30%。 第三大應用領域為體育休閑(需求量為1.54萬噸,占比14%),需求穩(wěn)定增 長,同比增2.67%。 從產品種類看:2020年標準模量大絲束產品占據碳纖維市場比較大份額,占比 為45.2%,同比提升3ppt。標模-大絲束占比提升來自風電市場驅動下的需求 增長,小絲束市場在航空航天市場萎縮下的需求下滑,以及小絲束市場供給 不足、使用大絲束替代的原因。輕松超越,碳纖維材料助力工業(yè)突破。山西精密機械碳纖維價格貴嗎
碳纖維的性能特點和適用場景。湖南龍門結構碳纖維作用
現代碳纖維工業(yè)化的路線是前驅纖維炭化工藝法,所用3種原料纖維的組成、碳含量等見表。制造碳纖維用的原纖維名 稱化學組分碳含量/%碳纖維收率/%黏膠纖維(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纖維(C3H3N)n6840~55瀝青纖維C,H9580~90采用這3種原纖維制造炭纖維的流程都包括:穩(wěn)定化處理(在200~400℃空氣,或用耐燃試劑等化學處理),碳化(400~1400℃,氮氣)和石墨化(1800℃以上,氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復合材料基質的粘接性能需進行表面處理、上漿、干燥等工序。湖南龍門結構碳纖維作用