碳纖維及復(fù)合材料發(fā)展情況蔡金剛教學(xué)課件

1、 碳纖維及復(fù)合材料發(fā)展情況蔡金剛 中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)碳纖維復(fù)合材料專業(yè)委員會(huì)哈爾濱玻璃鋼研究院 2019年11月 內(nèi)容提要全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況1 我國碳纖維及復(fù)合材料發(fā)展情況223 碳纖維復(fù)合材料在各領(lǐng)域應(yīng)用3全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 世界主要碳纖維生產(chǎn)廠家Toray Toho Mitsubishi Rayon HexcelCytec Zoltek Aksa SGL 臺(tái)塑集團(tuán) 全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 碳纖維廠家的地理分布.全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況設(shè)計(jì)產(chǎn)能（噸）20092019201920192019 小絲束 1K/3K/6K/12K/24K東麗集團(tuán)17600176001760018900208

2、00東邦特耐克絲公司1350013500135001350013500三菱人造絲公司 7400 7400 7400 7400 7400臺(tái)塑集團(tuán) 6150 7450 8750 8750 8750赫氏公司 4750 4750 5500 7000 7000氰特工程材料公司 2000 3000 3000 4000 4000土耳其Aksa公司 750 1500 3500 3500 3500印度Kemrock公司 00 400 1000 2000產(chǎn)能合計(jì)5215057650601006780071000產(chǎn)量系數(shù)0.73650540335601006780071000世界主要生產(chǎn)廠家產(chǎn)能情況（聚丙烯腈基碳纖

3、維 ）全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況設(shè)計(jì)產(chǎn)能（噸）20092019201920192019 大絲束24K/48K/50K/60K/80K/320K及以上卓爾泰克集團(tuán)1300013000130001300013000德國SGL集團(tuán)60006000600075009000三菱人造絲公司700700270027002700東麗集團(tuán)300300300300300產(chǎn)能合計(jì)2000020000220002350025000產(chǎn)量系數(shù)0.71800018000198002115022500世界碳纖維主要生產(chǎn)廠家的產(chǎn)能情況（聚丙烯腈基碳纖維 ）全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況設(shè)計(jì)產(chǎn)能（噸）20092019201920192019

4、日本石墨纖維公司 02450245040504050三菱塑料10001250125012501250美國氰特400400400400400產(chǎn)能合計(jì)15801830183018901890世界碳纖維主要生產(chǎn)廠家產(chǎn)能情況（瀝青基碳纖維）全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 2019年全球碳纖維產(chǎn)能8萬噸（小絲束55950噸+大絲束24050噸）全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 世界各頂級(jí)碳纖維制造商擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃 未來3-5年內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)78% 總投資達(dá)13億美元全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 2019年 1.45萬噸 2019年 2.1萬噸 2019年 達(dá)4萬噸2019年需求將超7.5噸2020年需求將達(dá)11萬噸 全球碳纖維需求全球碳纖維

5、產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況我國碳纖維及復(fù)合材料發(fā)展情況我國碳纖維發(fā)展情況我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況 我國碳纖維發(fā)展情況 近年來，碳纖維作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的一種重要產(chǎn)品，受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。 吸引了越來越多的國內(nèi)企業(yè)不惜重金投資、大手筆進(jìn)入該領(lǐng)域。我國碳纖維發(fā)展情況 碳纖維投資2009年，中鋼集團(tuán)在吉林市成立江城碳纖維有限公司，投資新建2000噸碳纖維生產(chǎn)線及制品加工線；2009年，吉林市吉研高科技纖維有限公司投資建設(shè)500噸碳化生產(chǎn)線；2009年，總投資達(dá)30億元的碳纖維項(xiàng)目正式落戶康平縣，計(jì)劃5年內(nèi)建成年產(chǎn)1.25萬噸聚丙烯腈碳纖維原絲項(xiàng)目、年產(chǎn)50

6、00噸PAN碳纖維項(xiàng)目、年產(chǎn)360萬預(yù)浸料生產(chǎn)基地。投資3.27億元的碳纖維項(xiàng)目一期土建工程已基本完成，2019年初開始試生產(chǎn)。2009年，石油吉林石化公司和吉林化纖集團(tuán)分別啟動(dòng)1000噸、5000噸規(guī)模的碳纖維原絲生產(chǎn)項(xiàng)目。 我國碳纖維發(fā)展情況 碳纖維投資2019年3月份，總投資51億元的碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在三河市燕郊開發(fā)區(qū)開工建設(shè)，建成后年產(chǎn)碳纖維原絲1萬噸、碳纖維復(fù)合材料3000噸。 2019年8月成立江蘇恒神纖維材料有限公司，已投入18億元，現(xiàn)有年產(chǎn)聚丙烯腈碳纖維3000噸、碳纖維織物1000萬 、碳纖維預(yù)浸料100萬和各種復(fù)合材料制品的生產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)到“十二五”末期總投資將達(dá)5

7、0億元。2019年，中復(fù)神鷹碳纖維公司通過碳纖維及關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)項(xiàng)目的國家級(jí)鑒定，標(biāo)志著我國成功實(shí)現(xiàn)碳纖維國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，建成國內(nèi)首臺(tái)套規(guī)模最大、技術(shù)成熟的千噸級(jí)生產(chǎn)線。我國碳纖維發(fā)展情況 碳纖維投資 新萬興碳纖維復(fù)合材料項(xiàng)目總投資12億元。 一期投資5.6億元，為高性能碳纖維預(yù)浸料項(xiàng)目，二期為碳纖維復(fù)合材料制品生產(chǎn)項(xiàng)目。 項(xiàng)目于2019年3月動(dòng)工，目前已完成一期工程建設(shè)。將形成年產(chǎn)1000萬平方米高性能碳纖維預(yù)浸料和年產(chǎn)500噸碳纖維復(fù)合材料制品的生產(chǎn)能力，該項(xiàng)目從瑞士、德國等引進(jìn)國際先進(jìn)設(shè)備。預(yù)浸料幅寬1600毫米。我國碳纖維發(fā)展情況國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)廠家分布我國碳纖維發(fā)展情況國內(nèi)各碳纖維企業(yè)產(chǎn)

8、能情況我國碳纖維發(fā)展情況紡絲生產(chǎn)線碳化生產(chǎn)線我國碳纖維發(fā)展情況a) 碳纖維規(guī)格：1K、3K、6K、12K聚丙烯腈原絲碳纖維(1K、3K、6K)碳纖維(12K)國產(chǎn)碳纖維及織物產(chǎn)品規(guī)格、品種我國碳纖維發(fā)展情況b)碳纖維織物組織結(jié)構(gòu)：?jiǎn)蜗颉⑵郊y、斜紋、緞紋、混編等多軸向：0、90、45我國碳纖維發(fā)展情況CCF 威海拓展MC/ZT 煤化所-揚(yáng)州、常州JH 吉林石化ST 中復(fù)神鷹HF10 恒 神JY 吉研高科KB 西安康本HZ-CF 沈陽中恒 我國各企業(yè)碳纖維產(chǎn)品牌號(hào)（型號(hào)）我國碳纖維發(fā)展情況碳纖維產(chǎn)品系列化生產(chǎn)程度低產(chǎn)品品種、規(guī)格少，結(jié)構(gòu)單調(diào)，滿足不了用戶需求生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)不能適應(yīng)市場(chǎng)“多品種、小批量、快

9、設(shè)計(jì)、快周轉(zhuǎn)、供貨急”的要求碳纖維企業(yè)存在的問題我國碳纖維發(fā)展情況T300級(jí) 各廠家基本都能實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能指標(biāo)，存在穩(wěn)定性及成本問題T700、T800級(jí) 國內(nèi)多個(gè)廠家都在進(jìn)行產(chǎn)品研究，有少量的成品，但性能穩(wěn)定性以及成品率使得其還難以大規(guī)模應(yīng)用T1000、M55J級(jí) 攻關(guān)項(xiàng)目國內(nèi)各企業(yè)碳纖維性能進(jìn)展情況我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況 我國各類碳纖維復(fù)合材料制品的生產(chǎn)廠家已有百余家。其中大多是生產(chǎn)體育休閑用品，從事航空航天等高端碳纖維復(fù)合材料研制、生產(chǎn)單位十余家，從事研究碳纖維及復(fù)合材料的大專院校、科研單位有數(shù)十家。我國碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)具有了一定的研究和應(yīng)用水平，形成了一支從設(shè)計(jì)、材料到制造配套的研發(fā)

10、隊(duì)伍。我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況 a)搓管機(jī)、多工位二軸纏繞機(jī)和編織機(jī)等碳纖維復(fù)合材料成型工藝裝備我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況b)高端多軸纖維纏繞機(jī)、自動(dòng)鋪帶機(jī)和真空袋、熱壓罐 碳纖維復(fù)合材料成型工藝裝備我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況c)多軸纏繞機(jī)、拉擠機(jī)、RTM工藝裝備、模壓機(jī)、真空導(dǎo)入工藝裝備等碳纖維復(fù)合材料成型工藝裝備我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況 目前我國碳纖維復(fù)合材料裝備制造廠家只有幾家，國內(nèi)碳纖維復(fù)合材料高端制造裝備（自動(dòng)鋪帶機(jī)、纖維鋪放機(jī)、六軸纏繞機(jī)等）受控于西方發(fā)達(dá)國家。碳纖維復(fù)合材料成型工藝裝備我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況70年代 采用溶劑法制備預(yù)浸料 80年代 從國外引進(jìn)熱熔機(jī)，開展熱

11、熔預(yù)浸工藝研究 90年代 國內(nèi)自行研制了寬度1270mm的熱熔預(yù)浸機(jī)和 830mm直接熱熔法窄帶預(yù)浸機(jī)。 近10年 掌握了熱熔預(yù)浸機(jī)的制造技術(shù)，熱熔預(yù)浸工藝蓬勃發(fā) 展。在此期間，中國成為世界碳纖維復(fù)合材料體育休 閑用品的生產(chǎn)基地，對(duì)預(yù)浸料的大量需求促進(jìn)了預(yù) 浸設(shè)備的開發(fā)。 目前 設(shè)備引進(jìn)和自行研制同時(shí)發(fā)展。隨著國產(chǎn)碳纖維性 能不斷改進(jìn)，產(chǎn)量不斷增加，眾多碳纖維廠家都投資 建立預(yù)浸料生產(chǎn)線，國內(nèi)預(yù)浸料生產(chǎn)線至少60條，產(chǎn)能 超過6000萬。預(yù)浸工藝裝備情況我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況 近十多年來，碳纖維復(fù)合材料在我國民用領(lǐng)域的應(yīng)用得到很大發(fā)展，尤其是體育休閑用品及建筑加固、壓力容器等領(lǐng)域碳纖維復(fù)合

12、材料的應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。 我國碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用情況年消費(fèi)量達(dá)10000噸占全球年消費(fèi)量的四分之一我國碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用市場(chǎng)情況我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況A320：包括方向舵、升降舵、平尾梁A350XWB：包括方向舵、升降舵、S19維護(hù)艙門和部分機(jī)腹整流罩部件。航空航天及國防我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況體育休閑用品我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況每年碳纖維用量：碳纖維布（含板等）約400-500萬平方米， 總重量1000噸左右產(chǎn)品形式：碳纖維布：200、300g/m2（約4/5左右） 碳纖維板：少量（約1/5左右）碳纖維品種：12k，T300為主（大絲束很少用）建筑補(bǔ)強(qiáng)我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況一般工業(yè)應(yīng)用我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況燕龍1號(hào)線路增容改造碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線應(yīng)用案例我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展情況 2019年至今，已有100多條線路掛線運(yùn)行， 總長(zhǎng)超過5000km，占全球總里程一半以上。一般工業(yè)