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淺析可軍民兩用的特殊材料——碳纖維

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-08-15 13:45:57    瀏覽次數(shù):363    評(píng)論:0
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碳纖維主要由碳元素組成,用腈綸和粘膠纖維做原料,經(jīng)高溫氧化碳化而成。含碳量在90%以上的高強(qiáng)度高模量纖維,具有耐高溫、抗摩

碳纖維主要由碳元素組成,用腈綸和粘膠纖維做原料,經(jīng)高溫氧化碳化而成。含碳量在90%以上的高強(qiáng)度高模量纖維,具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性,其中耐高溫能力排在所有化纖第一位。有碳纖維加入的復(fù)合材料是制造飛機(jī)、火箭和化工廠耐腐蝕設(shè)備等的優(yōu)良材料。

碳纖維作為最輕的無機(jī)材料之一,下游應(yīng)用比較廣泛,大致可以分為軍品和民品兩個(gè)領(lǐng)域:

(1)民用方面,國內(nèi)應(yīng)用結(jié)構(gòu)集中在風(fēng)電葉片和體育休閑等民用領(lǐng)域,這主要是因?yàn)閲鴥?nèi)產(chǎn)能以中低端產(chǎn)品為主。航空航天、汽車等國內(nèi)高品質(zhì)碳纖維應(yīng)用占比較低,而全球應(yīng)用結(jié)構(gòu)中高附加值的高端產(chǎn)品占比更高。
特別是當(dāng)下海風(fēng)發(fā)電成為了發(fā)展大趨勢,而海風(fēng)的主流機(jī)型在8MW以上,因此碳纖維用量空間更廣。
(2)軍品方面,受到軍用飛機(jī)數(shù)量增長以及老舊機(jī)型更新?lián)Q代需求加速的影響,單機(jī)碳纖維復(fù)合材料使用占比持續(xù)提升,如我國第三代戰(zhàn)斗機(jī)碳纖維使用量占比為6-10%,而第四代使用量占比得到顯著提升約為27%。
特別是近年來,我國軍機(jī)運(yùn)20、J20以及無人機(jī)這三個(gè)方向的市場增長迅猛,另外民航大飛機(jī)C919和CR929批量生產(chǎn)之后,也會(huì)帶動(dòng)碳纖維的使用量。
碳纖維領(lǐng)域的相關(guān)上市公司不多,目前軍用領(lǐng)域的產(chǎn)品主要來自中航高科,據(jù)公開資料顯示,公司的子公司中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司是我國航空復(fù)合材料行業(yè)的領(lǐng)跑者,在高性能樹脂預(yù)浸料技術(shù)、高性能復(fù)合材料新型結(jié)構(gòu)、樹脂基復(fù)合材料制造技術(shù)、金屬基及陶瓷基(含C/C)復(fù)合材料成型技術(shù)、材料表征與測試技術(shù)、先進(jìn)無損檢測技術(shù)等方面均處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,是集復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)于一體的專業(yè)化高科技公司,目前正積極推進(jìn)航空復(fù)合材料技術(shù)在民用飛機(jī)、汽車、軌道交通、石油、電力和新能源等領(lǐng)域的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。

碳纖維民用領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊是威海光威復(fù)合材料股份有限公司,該公司是國內(nèi)碳纖維行業(yè)第一家A股上市公司,致力于高性能碳纖維及復(fù)合材料研發(fā)和生產(chǎn)。公司以高端裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù)為支撐,形成了從原絲開始的碳纖維、織物、樹脂、高性能預(yù)浸材料、復(fù)合材料制品的完整產(chǎn)業(yè)鏈布局,是目前國內(nèi)碳纖維行業(yè)生產(chǎn)品種最全、生產(chǎn)技術(shù)最先進(jìn)、產(chǎn)業(yè)鏈最完整的龍頭企業(yè)之一。
產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域分為國防軍工和民用兩大板塊。其中國防軍工板塊包括航空航天、電子通訊、兵器裝備等領(lǐng)域;民用板塊包括風(fēng)電葉片、軌道交通、核電裝備、船舶制造、重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、汽車零部件、醫(yī)療器械、高端體育休閑用品等領(lǐng)域。


隨著我國航空技術(shù)的發(fā)展、高性能碳復(fù)合材料技術(shù)和成型工藝的成熟,航空產(chǎn)業(yè)必將大規(guī)模采用碳纖維材料,復(fù)材用量占比也會(huì)大幅提升。據(jù)悉,波音B787復(fù)合材料的用量高達(dá)50%,空客A350飛機(jī)復(fù)合材料用量更是高達(dá)52%。所以在C919大型客機(jī)逐步量產(chǎn)和上市之后,復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展將邁上新的臺(tái)階。(來源:水木生森)

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