碳纖維在不同行業(yè)的應(yīng)用和未來(lái)
碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。傳統(tǒng)使用中碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨(dú)使用,多作為增強(qiáng)材料加入到樹(shù)脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構(gòu)成復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機(jī)動(dòng)船、工業(yè)機(jī)器人、汽車板簧和驅(qū)動(dòng)軸等。1994年至2002年左右,隨著從短纖碳纖維到長(zhǎng)纖碳纖維的學(xué)術(shù)研究,使用碳纖維制作發(fā)熱材料的技術(shù)和產(chǎn)品也逐漸進(jìn)入軍用和民用領(lǐng)域?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有使用長(zhǎng)纖碳纖維制作國(guó)家電網(wǎng)電纜的使用案例多處。
同時(shí),碳纖維發(fā)熱產(chǎn)品,碳纖維采暖產(chǎn)品,碳纖維遠(yuǎn)紅外理療產(chǎn)品也越來(lái)越多的走入尋常百姓家庭。
碳纖維是軍民兩用新材料,屬于技術(shù)密集型和政治敏感的關(guān)鍵材料。以前,以美國(guó)為首的巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)(COCOM), 對(duì)當(dāng)時(shí)的社會(huì)主義國(guó)家實(shí)行禁運(yùn)封鎖政策,1994年3月,COCOM雖然已解散,但禁運(yùn)封鎖的陰影仍籠罩在上空,先進(jìn)的碳纖維技術(shù)仍引不進(jìn)來(lái),特別是高性能PAN基原絲技術(shù),即使中國(guó)進(jìn)入WTO,形勢(shì)也不會(huì)發(fā)生大的變化。因此,除了國(guó)人繼續(xù)自力更生發(fā)展碳纖維工業(yè)外,別無(wú)其它選擇。
因此,國(guó)外尤其是碳纖維生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先的日韓等國(guó)對(duì)中國(guó)的碳纖維板材及制品的出口一直保持相當(dāng)謹(jǐn)慎的態(tài)度,只有為數(shù)很少的中國(guó)企業(yè)能夠與其建立合作關(guān)系,擁有其產(chǎn)品的進(jìn)口渠道。碳纖維廣泛用于民用,軍用,建筑,化工,工業(yè),航天以及超級(jí)跑車領(lǐng)域。
一些碳纖維定制加工的項(xiàng)目也占據(jù)了企業(yè)內(nèi)部的一個(gè)非常重要的內(nèi)容。
風(fēng)力發(fā)電是世界可再生能源增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域,風(fēng)力發(fā)電葉片被普遍認(rèn)為是高性能碳纖維最重要的增長(zhǎng)市場(chǎng)。
尤其是制造超大型風(fēng)電機(jī)組所需葉片,必須使用輕而強(qiáng)、剛而硬的高性能碳纖維復(fù)合材料,在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)避免葉片在風(fēng)載作用下發(fā)生大變形甚至撞擊風(fēng)車支柱。
我國(guó)是碳纖維復(fù)合材料體育用品的重要產(chǎn)地,世界上60%以上的碳纖維高爾夫球桿、各種球拍、釣魚(yú)竿、自行車均產(chǎn)自我國(guó)。高端體育用品特別是職業(yè)競(jìng)技類用具,例如賽車、賽艇、競(jìng)賽用的各類球拍桿等,由于更注重其安全性、高強(qiáng)度和輕量化,制作時(shí)大多數(shù)采用了高性能碳纖維,以及碳纖維定制加工。
碳纖維復(fù)合材料汽車結(jié)構(gòu)件、覆蓋件、內(nèi)飾、車身等,可實(shí)現(xiàn)汽車減重30-60%。高性能碳纖維制作的復(fù)合材料,其拉伸強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度均較高,界面結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)良,因此在汽車領(lǐng)域特別是新能源汽車上應(yīng)用潛力巨大。
碳纖維板材作為當(dāng)下的非常重要的材料。也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。