現(xiàn)代碳纖維工業(yè)化的路線是前驅(qū)纖維炭化工藝法,所用3種原料纖維的組成、碳含量等見(jiàn)表。制造碳纖維用的原纖維名 稱化學(xué)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(xué)處理),碳化(400~1400℃,氮?dú)猓┖褪?800℃以上,氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復(fù)合材料基質(zhì)的粘接性能需進(jìn)行表面處理、上漿、干燥等工序。碳纖維材料:輕量化時(shí)代的顛覆者。江西機(jī)械設(shè)備橫梁碳纖維用在哪里
碳纖維主要分為粘膠基、瀝青基和聚丙烯腈(PAN)基三大種類(lèi),其中PAN基碳纖維因其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本較低、碳化吸收率較高、力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn),是生產(chǎn)高性能碳纖維 有前途的前驅(qū)體,利用其制備的碳纖維綜合性能比較好、生產(chǎn)工藝成熟簡(jiǎn)單、應(yīng)用 廣、產(chǎn)量比較高、品種 多,是目前全球碳纖維市場(chǎng)的主流,產(chǎn)量占全球碳纖維總產(chǎn)量的90%以上。碳纖維的規(guī)格常見(jiàn)的有K、T、M三種K-絲束大小K指的是一束碳纖維中有多少根碳纖維單絲。1K指的是一束碳纖維中有1000根單絲,3K指的是一束碳纖維中有3000根單絲,所以這個(gè)K,可以把它看成“千”這個(gè)單位。常用的有1K、3K、6K、12K。一般而言,1K、3K6K、12K和24K的被稱為小絲束;48K、60K、80K、120K及以上的則稱為大絲束。河北現(xiàn)代化碳纖維質(zhì)量好不好碳纖維材料,工業(yè)發(fā)展的新動(dòng)能。
碳纖維一般不是單獨(dú)使用,而是以復(fù)合材料的形式被使用。復(fù)合材料指的是兩種或兩種以上材料復(fù)合而成具有一定的特殊功能和結(jié)構(gòu)的新型材料,材料成分可以通俗化理解為基體材料+增強(qiáng)材料,其中基體材料多為樹(shù)脂,陶瓷,金屬,橡膠等材料,增強(qiáng)材料常為玻璃纖維或碳纖維。碳纖維原絲即PAN原絲質(zhì)量固然重要,但若在中游復(fù)材環(huán)節(jié),沒(méi)有質(zhì)量與性能突出、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的樹(shù)脂基材,以及沒(méi)有用于配套生產(chǎn)復(fù)材的 設(shè)備,碳纖維仍然無(wú)法得到大規(guī)模的應(yīng)用。
由于碳纖維生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜、研發(fā)投入巨大、研發(fā)周期較長(zhǎng),使得國(guó)際上真正具有研發(fā)和生產(chǎn)能力的碳纖維公司屈指可數(shù)。美國(guó)注重原始創(chuàng)新,日本擅長(zhǎng)精細(xì)化生產(chǎn),在碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中各具優(yōu)勢(shì)。日本東麗、美國(guó)赫克塞爾壟斷航空航天高性能碳纖維市場(chǎng),日本東邦和日本三菱也在高性能碳纖維領(lǐng)域占據(jù)了一席之地;其他重點(diǎn)企業(yè)也各具特色,在原料多元化、合成體系、紡絲技術(shù)、絲束規(guī)格等方面具備各自的優(yōu)勢(shì)。隨著中簡(jiǎn)科技 T700 級(jí)碳纖維和光威復(fù)材、山西煤化所、河南永煤集團(tuán)、中石油吉化和江蘇恒神 T300 級(jí)碳纖維在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的逐步擴(kuò)大,一定程度上削弱了日本及歐美等國(guó)在高性能碳纖維領(lǐng)域的壟斷地位。碳纖維,創(chuàng)新材料助力工業(yè)升級(jí)。
目前碳纖維行業(yè)的有效產(chǎn)能高度集中,主要來(lái)自吉林碳谷、中復(fù)神鷹、光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技等。 基于碳纖維極高壁壘的行業(yè)屬性,其全球供應(yīng)呈現(xiàn)明顯的壟斷格局。隨著產(chǎn)能利用率的提升以及對(duì)需求前景的看好,國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)開(kāi) 始新一輪產(chǎn)能擴(kuò)張浪潮。未來(lái)幾年,我國(guó)多家碳纖維企業(yè)紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能, 事件有中復(fù)神鷹投資50億元西寧建設(shè)20000噸碳纖維的重大 擴(kuò)建工程、光威復(fù)材將投資20億元在包頭建設(shè)“萬(wàn)噸級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”、上海石化投資35億元,建設(shè)24000噸原絲、12000噸大絲束 碳纖維項(xiàng)目等。 預(yù)計(jì)2021年底,我國(guó)碳纖維產(chǎn)能達(dá)到4.4萬(wàn)噸/年,未來(lái)將進(jìn)一步快速增長(zhǎng),2025年或?qū)⑦_(dá)到26.0萬(wàn)噸/年,2020年-2025年年均復(fù)合增長(zhǎng) 率達(dá)56%。碳纖維材料,工業(yè)界的明日之星。河南機(jī)器設(shè)備橫梁碳纖維好用嗎
碳纖維的性能特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。江西機(jī)械設(shè)備橫梁碳纖維用在哪里
碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料(CFRP)作為高度工程化材料,具有高比模量和高比強(qiáng)度。它們非常適用于對(duì)高精度和剛度、較低重量以及疲勞特性有關(guān)鍵要求的應(yīng)用場(chǎng)合。與鋁和鋼相比,碳纖維的比強(qiáng)度約高出十倍(取決于所用的纖維)。在過(guò)去的五十年中,CFRP已成功應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、鐵路運(yùn)輸、海洋和風(fēng)能行業(yè)。過(guò)去二十年,CFRP的全球復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)約為12.5%。在航空航天領(lǐng)域,近日的兩款遠(yuǎn)程飛機(jī),空客A350和波音787,在機(jī)身結(jié)構(gòu)中使用CFRP,占50%以上的重量比例。江西機(jī)械設(shè)備橫梁碳纖維用在哪里