今天广州联庄科技给大家分享关于碳纤维和碳纤维复合材料

1、碳纤维有什么用？

碳纤维的强度比钢的大，密度比铝的小，比不锈钢还耐腐蚀，又能像铜那样导电，是一种具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料，被誉为“黑色黄金”。碳纤维与最近的明星材料石墨烯是“同一家族”。目前碳纤维已经在飞机、汽车材料，风机叶片、体育用品、医疗器械等众多领域广泛应用。

碳纤维进一步扩大应用需求，可能将着眼于“空陆风”三大领域：

1）航空航天，随着国际油价不断攀升，以及对飞机飞行时间和可靠性的更高要求，碳纤维逐渐走进飞机结构材领域，挑战铝合金的统一地位；

2）新一代汽车的发展方向是保证安全性的同时轻量化。碳纤维密度比碳钢、铝合金低，强度与模量都超过钢材，因此采用碳纤维复合材料是最有效的办法。  

3）风机叶片，使用碳纤维代替传统的玻璃纤维制作风力叶片可以在提高叶片刚度的同时降低叶片质量，提高了风机的输出功率。并且碳纤维叶片的抗疲劳性能更优越，本身导电的性能也能避免叶片在特殊气候的腐蚀和雷击。碳纤维化是目前大型风机叶片的发展方向。

3）医疗器材领域，由于碳纤维良好的X射线透过能力，是非常好的医疗面板生产材料。

2、产能：全球碳纤维需求不断增长，国内碳纤维仍显落后

2014年全球碳纤维产能约为12.90 万吨，较2013年增加11%。按10%增长率计算，在2015年全球碳纤维产能达到14.19万吨。目前，绝大多数的市场份额被美日企业瓜分。在小丝束市场，日本三家企业东丽、东邦、三菱占市场54%的份额。在大丝束市场，美国的Hexcel与美国SGL公司占全球份额的73%，处于主导地位。目前国产碳纤维总产能达到1.5万吨，约有30多家企业，但都集中在低附加值的碳纤维（小丝束），高模高强的碳纤维国内仍处于技术攻关中，与日美差距较大。

由于生产技术上的落后，忽视高质量聚丙烯腈的生产，绝大部分国内厂家生产成本居高不下。目前国产T300级别碳纤维售价达到了进口东丽公司T700级别碳纤维的价格。此外，近些年来我国可以稳定批量生产一个级别的碳纤维后，东丽、东邦和Hexcel等企业的对华销售价格就大幅下降一次，如2010年12K的T300级碳纤维还要24万元每吨，2012年就下降到12万元每吨，现在T700级碳纤维的价格也开始稳步下降。这也是中国碳纤维企业持续亏损的主要的两个原因。类似的现象已经发生在芳纶1313领域。

国内另一个落后的原因是设备落后。前期研发费用和生产线设备也已经大幅折旧摊销，所以导致国内碳纤维企业成本也远高于国外。

当前国内能够有T700产业化生产技术的企业为：中复神鹰（母公司中国建材）、江苏恒神（新三板上市）、威海拓展、吉林神舟（军工碳纤维为主，母公司中钢国际）、江苏航科（北京城建曾考虑收购，2015年5月终止），这些企业的T700及以上产品都还在应用考核之中，一般至少需要2年。

3、关于不同原料基

按照原料可以分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基、酚醛基、气相生长碳纤维。其中由于聚丙烯腈也就是腈纶的制备方法比较简单，得到的原丝产品抗弯抗压性能又非常优异，所以是目前碳纤维市场的主流，占90%以上。

4、关于大小丝束

大小丝束是碳纤维重要指标之一，即每束碳纤维的根数。通常每束碳纤维数大于48000（简称48K）根的称之为大丝束碳纤维，包括60000（60K）、120000（120K）、180000（180K）、320000（320K）、360000（360K）等。而1000根、3000根、6O00根、12000报以及24000根，是小丝束碳纤维。

相比小丝束，大丝束的劣势在于，在制作板材等结构时，丝束不宜展开，导致单层厚度增加，不利于结构设计。此外，大丝束碳纤维粘连、断丝等现象更多，这样会使强度、刚度受影响，性能有所降低，性能的分散性也会较大。飞机、航天器一般只用小丝束碳纤维，因此小丝束碳纤维又被称为"宇航级"碳纤维，大丝束碳纤维被称为"工业级"碳纤维,目前应用于汽车、风力装置、一般工业等领域。

但是大丝束生产成本比小丝束低（小丝束价格贵），而随着生产技术的进步，人们对碳纤维材料结构的熟悉，大丝束碳纤维越来越多用于对可靠性要求严苛的领域。

5、关于T和M系列

碳纤维分为高强、高模、超高强、超高模系列，T就是高强度系列,，M就是高模量系列，刚性越大。

主要产品碳纤维强度：T300<T600<T700<T800<T1000

主要产品拉伸模量：M30<M40<M46<M50<M60<M65

6、生产工艺

7、碳纤维复合材料

碳纤维很少直接进入应用领域，多是通过与树脂、金属、陶瓷等材料作为基体与之复合，形成强度、模量等综合指标合格的结构材料，即复合材料。目前使用最多、最广泛的是树脂基复合材料（CFRP），方法有树脂传递模塑（RTM）、注射成型、拉挤成型等。

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