产学研用结合碳纤维发展之路-发中化信
碳纤维行业深度研究报告
碳纤维行业深度研究报告一、新材料之王：碳纤维性能优异，复合材料应用广泛碳纤维在可量产纤维材料中性能最佳，是目前工程上可以大规模应用的比强度最高的材料，其具有优异的物理、化学性能，在军工及民用领域都有着广泛的应用，被称为21世纪的“黑色黄金”。
碳纤维复合材料即以碳纤维为增强体，以树脂、碳质、金属、陶瓷等为基体所形成的复合材料，在结合增强体与基体优异性能的同时，应用范围更加广泛。
1.1碳纤维性能优异，PAN基碳纤维占据主流地位碳纤维：“新材料之王”。
碳纤维（CarbonFiber）是由聚丙烯腈（PAN）等有机纤维在1000~3000℃高温的惰性气体氛围中经氧化碳化后制成的，含碳量在90%以上的无机高分子纤维，是目前可以获得的最轻的无机材料之一。
碳纤维的比强度和比模量等力学性能优异，且具有低密度、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、抗疲劳、高震动衰减性、高导电导热性、低热膨胀系数、高电磁屏蔽性等特点，其易加工、可设计的性能使其广泛应用于航空航天、军工、能源、体育用品、汽车工业、轨道交通和建筑补强等领域，是国防军工和国民经济不可或缺的战略新兴材料，被誉为“新材料之王”。
按照原料不同，碳纤维可分为PAN基、粘胶基、沥青基碳纤维。
按照原材料不同，碳纤维主要分为粘胶基（纤维素基、人造丝基）、沥青基（各向同性、中间相）和聚丙烯腈（PAN）基三大类。
目前以聚丙烯腈为原料制成的PAN基碳纤维占据主流地位，产量占碳纤维总量的90%以上，如无特殊说明，本文所指碳纤维皆为PAN基碳纤维。
按照丝束大小，碳纤维可分为大丝束和小丝束碳纤维。
一般按照碳纤维中单丝根数与1000的比值命名，如12K指单束碳纤维中含有12000根单丝的碳纤维。
通常将24K及以下的碳纤维称为小丝束碳纤维，初期以1K、3K、6K为主，后逐渐发展为12K和24K，主要应用于国防军工等高科技领域以及体育休闲用品。
通常将48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维，包括48K、60K、80K等（部分领域25K也可称为大丝束），主要应用于能源、交运、建筑等工业领域。
加快区块链技术应用发展的若干措施
加快区块链技术应用发展的若干措施为加快以区块链、人工智能等为代表的新技术基础设施建设，推动我市区块链技术应用和产业创新发展，实现区块链技术和实体经济的融合发展，现制定以下工作措施：一、积极引导产业集聚发展（一）加快形成产业集聚。
围绕区块链产业上下游，鼓励具备大数据存储优势和软件技术研发优势的数字福建（安溪）产业园、泉州软件园等数字经济园区规划建设区块链数据中心、应用集聚区或案例中心；支持条件成熟的县（市、区）建设区块链产业园。
各县（市、区）、泉州开发区、泉州台商投资区对入驻政府投资建设、经认定的区块链产业孵化器、集聚区或数字经济园区的重点区块链企业或机构企业用房，由受益财政给予3年的房租减免，对租用非政府投资建设的，由受益财政给予不超过50元/平方米/月的房租补贴，每家企业每年补贴不超过15万元，房租补贴期限3年，按年以先缴后补的方式实施。
（责任单位：市数字办，各县（市、区）人民政府，泉州开发区、泉州台商投资区管委会）（二）培育引进领军企业。
推动在能源大宗交易、跨境贸易、供应链金融等有助于我市优势产业发展的关键领域引进一批带动力强、生态丰富的领军企业或成熟平台。
支持鼓励区块链领军企业在我市设立具有独立法人资格、符合互联网产业发展方向的总部或区域性总部。
对新引进实际到位资本金达到2000万元以上、位居行业相关细分领域前5名、具有核心技术或创新模式的龙头企业或平台，由受益财政按企业实际到位资本金的1%～3%一次性给予落户奖励，奖励金额最高不超过300万元。
（责任单位：市数字办、发改委、工信局、财政局，各县（市、区）人民政府，泉州开发区、泉州台商投资区管委会）（三）推动成立产业联盟。
推动成立区块链行业协会和产业发展联盟，依托各类社会组织力量，培育壮大泉州本土区块链产业生态。
对落户泉州市，依法在国家级、省级、市级政府职能部门登记成立的区块链领域的行业协会、产业联盟和研究院（研究中心），分别给予30万元、20 万元、10万元的一次性开办经费补贴。
碳纤维增强复合材料及其应用研究
目前，生产和销售的产品结构采用玻璃钢（复合材料， 主要成分是树脂和玻璃纤维）箱体，其导热系数为 0.4W/（nk）， 密度为 2.3g/cm，且具备较高的拉伸强度，是一种综合性能 优异的复合材料。随着材料技术的不断更新发展，市场对于 轻量化需求日益突出，然而，在现有玻璃钢材料基础上，其 结构形式已无法实现更高的减重目标。碳纤维复合材料具有 质轻、比强度高、比刚度大、抗疲劳好、减震性好等特点， 本文将对不同铺层结构的碳纤维复合材料进行分析，结合产 品进行轻量化设计应用研究。 1 碳纤维增强复合材料
7.8
1.08
210
制造技术成熟，耐蚀性性好，成本低
机械性能较弱，强度偏低
1.5 ～ 2
2.0 ～ 7.0 200 ～ 700
力学性能优异，轻量化程度高
成本高，加工工艺复杂烦琐
1.4 ～ 2.5
1.5
42
优秀低绝缘、高低温及抗腐蚀能力，价格较低
性脆，耐磨性较差
保各部分的建设情况能够严格按照施工设计要求落实。 5 结语
（2）采用足够多的铺层，并使其纤维轴线与内力拉压 方向一致时，可以最大强度利用复合材料的高强度特性；
（3）避免相同纤维取向的铺层叠置； （4）对于较厚的层合板，相邻铺层纤维角度比一般不 超过 6°； （5）铺层中以 0°、±45°、90°的四种铺层角度， 每种占比应不少于 10%，以避免任何方向的基体直接受载； （6）载荷 0°方向时，避免采用 90°的层组，应该用
为了得到最优铺层方案，保证碳纤维复合材料满足刚 度需求，在初始设计过程中，根据铺层原理，选用环氧树 脂为基体，选用厚度为 0.3mm 的碳纤维板层，按照（0°、 45°、90°、-45°、0°）的铺层角度进行复合层板的设计， 本文以下所述碳纤维样片、碳纤维产品材料，均采用该铺层 方案进行设计和加工。 3 有限元分析及实验验证 3.1 有限元分析
碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的研究及应用
碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的研究及应用目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 综述目的与范围 (4)1.4 结构与组织 (5)2. 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料简介 (7)2.1 聚醚醚酮的基本特性 (8)2.2 碳纤维的材料特性 (9)2.3 纤维增强塑料的制造工艺 (10)3. 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的性能特点 (11)3.1 力学性能 (12)3.2 耐热性能 (13)3.3 电绝缘性能 (15)4. 复合材料的研究进展 (17)4.1 纤维增强方式的探索 (18)4.2 增强机制与界面研究 (20)4.3 复合材料的微观结构与性能 (21)4.4 环境耐受性与防护 (22)5. 复合材料的应用领域 (23)5.1 航空航天 (25)5.2 汽车工业 (26)5.3 体育器材 (27)5.4 电子器件 (28)5.5 能源存储 (29)6. 复合材料的生产与加工 (30)6.1 材料加工工艺 (32)6.2 表面处理与涂层 (33)6.4 质量控制与检测 (36)7. 研发挑战与展望 (37)7.1 材料成本与环境问题 (38)7.2 性能提升与界面处理 (39)7.3 可持续性与发展方向 (41)1. 内容概述本研究报告深入探讨了碳纤维增强聚醚醚酮（PEEK）复合材料的研制、性能及其在各领域的应用潜力。
我们概述了碳纤维和PEEK的基本特性及其在复合材料制备中的优势。
详细阐述了复合材料的制备工艺、结构设计以及性能优化方法。
报告重点分析了复合材料在不同工程领域的应用表现，包括航空航天、汽车制造、医疗器械以及体育器材等。
我们还讨论了复合材料在环境友好性、成本效益和可持续性方面的优势，并对其未来发展前景进行了展望。
通过本研究，旨在为相关领域的研究人员和工程技术人员提供有价值的参考信息，推动碳纤维增强PEEK复合材料技术的进一步发展和广泛应用。
1.1 研究背景随着科技的不断发展，复合材料作为一种具有优异性能的新型材料，在各个领域得到了广泛的应用。
碳纤维及其复合材料的发展及应用
. 碳纤维的复合方式也会对复合材料的性能产生影响 . 在制备复合材料时, 碳
纤维大致可分为两种类型 : 连续纤维和短纤维 . 连续纤维增强的复合材料通常具有更好的机械性能, 但 由于其制造成本较高 , 并不适应于大规模的生产. 短纤维复合材料可采用与树脂基体相同的加工工艺, 如模压成型、 注射成型以及挤出成型等. 当采用适合的成型工艺时 , 短纤维复合材料甚至可以具备与连
278
上海师范大学学报 ( 自然科学版 )
2008年
续纤维复合材料相媲美的机械性能并且适宜于大规模的生产 , 因此短纤维复合材料近年来得到了广泛 [ 5] 的应用 . 碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天领域有着大量的应用, 如航天飞机的舱门、 仿生机械臂以及压 力容器等 , 因采用碳纤维增强树脂基复合材料而具有质量轻、 强度高的优点. 随着航空制造技术的不断发 展, 先进民用飞机在结构中大量地使用了碳纤维增强树脂基复合材料, 主要部位有: 整流包皮、 副翼、 发动 机罩、 阻力板、 扰流器、 起落架舱门、 水平和垂直尾翼、 方向舵及其他主要及次要承力结构件等. 在民用领 域, 碳纤维增强树脂基复合材料的应用也不断扩大, 如汽车结构件、 风力发电机叶片、 体育器材等. 随着碳纤维成本的降低以及复合材料制造技术的发展 , 土木建筑和海底油田将是碳纤维复合材料 应用领域的新增长点 . 以碳纤维复合材料代替传统金属材料制作建筑物的横梁、 抗震结构 , 补强、 修补或 加固桥梁, 制造油田勘探和开采器材以及平台、 油、 气储罐等将会有很大的发展.
上官倩芡, 蔡泖华
( 上海师范大学 机械 与电子工程学院 , 上海 201418)
摘 要 : 叙述了碳纤维的结构形态 、 分类以及在力学、 物理 、 化学方面的性能, 介绍了碳纤维增 强复合材料的特性, 着重阐述了碳纤维增强树脂基复合材料中基体的分类 、 选择和应用 , 指出 了碳纤维及其复合材料进一步发展的趋势 . 关键词 : 碳纤维 ; 复合材料 中图分类号 : O 636 文献标识码 : A 文章编号 : 1000 5137( 2008) 03 0275 05
中化产学研一体化结合 努力提升农药研发实力
成 功 企 业 谋 略
体 结合 努力提升农药研发实力 化
— … — — …
： 竺 耋 耋 一二 蠡 ｝：
中 化 集 团 拥 有 国 内 最 权 威 的 农 药 研 究 机 构—— 沈 阳化工研 究 院 。 阳化 工 研究 院是 国 内成 沈 立 最早 的农 药 科研 院所 ，是农 药 国家 工 程 研究 中 心， 国家 农 药质 量 监 督 检验 中心 ， 国农 药标 准化 全 技术 委 员 会 ， 国家 农 药安 全评 价 中心 ， 国农 药 工 全 业信息 站 ， 中国化工 学会 农 药专 业 委员 会 的挂靠 单
２１ ０ ０年 ， 内农药 连续 第 三年行 业 低迷 。２ １ 国 ０１
年 ， 场 期 望 景气 回升 ， 没 有 多 大底 气— — 产 能 市 却 过剩 、 技术 水平 低 、 研发 能力 落 后 、 盈利 能 力差 等 问 题 依 然 困 扰着 国 内众 多农 药 企 业 。一 位 企业 人 士
研 发 主要 还 是 建 立 在对 引进 技 术 消 化 吸 收 的基 础 上 ， 多企业 的技 术 开发 更 多 的是 在生 产 过程 中 的 很
集 团农 化 中 心 国 内营 销 部 总经 理 张 晓 波 自豪 地 介
绍 ， 中化 集 团 下 属 的沈 阳化 工 研 究 院ｆ 称 沈 阳 以 简 院） 代表 的一批 企业 在 杀 菌剂 领 域 的研 发 方面 也 为 有 了 自己 的专利 产 品 心化 合 物 的活性 不输 于 国 核
会 责任 ， 过 “ 资 下 乡 ” 动 ， 范农 药 行 业 市 场 通 农 行 规
秩序 ， 出 中农 的技术 优 势 ， 提升 公 司知 名度 ， 突 可 打
培训 经销 商 和农 民近万 人 。 山东 青 岛莱 西捷 械植 保 有 限公 司赵 英 杰董 事长 说 ：作 为 区域性 批 发 商 。 “ 必
化学药物原料药制备和结构确证研究技术指导原则
立应汤的功效与作用关于《立应汤的功效与作用》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。
有些人不喜欢药方，由于感觉有股涩味，实际上大部分的药方的味儿的确不太好通道。
但中医药方却能非常好的痊愈病症。
立应汤便是一种很好的药方。
注射别称湿疹立应散注射药方湿疹大腹（煨，和皮是）1两，甘松1两，诃黎勒（煨，用皮）1两，防己1两，紫苏叶茎1两，羌活（去芦头）1两，芍药1两，干番木瓜1两，松木节（锉）1两，沉香木1两。
注射制作方法湿疹上为粗末。
注射功效与作用湿疹湿区脚气，冲注四肢。
注射使用方法使用量湿疹立应散（《鸡峰》卷四）。
聚瑞松木节，《鸡峰》作“杉木节”。
注射摘抄湿疹《圣济总录》卷八十三注射药方湿疹蔓荆子3钱，防风3钱，荆芥3钱，苦参3钱，苍耳3钱，黄荆子3钱，牛蒡子3钱，胡麻仁3钱，甘枸杞子3钱，余粮石3钱，白芍梢3钱，赤芍3钱，莲翘3钱，伏苓3钱，羌活3钱，独活3钱。
注射功效与作用湿疹白癜癣并梅癣。
注射使用方法使用量湿疹水煎，早空心服。
注射摘抄湿疹《外科百效》卷五注射别称湿疹立应四物汤注射药方湿疹熟地3钱，川芎3钱，赤芍2钱，五灵脂（半世半炒）1钱，羌活1钱。
注射功效与作用湿疹生完孩子血晕。
生完孩子血气暴虚，血随气上，迷离心魄，眼下生花，甚至闷绝口噤，神昏气冷。
注射使用方法使用量湿疹立应四物汤（《妇科玉尺》卷四）。
注射摘抄湿疹《叶氏女科》卷三总的来说立应汤便是一种对许多病症都是有一定功效的药物制剂，因而在临床医学的运用能够说成十分普遍的，由于选用的是天然的中草药材做成，副作用不大，是一个非常好的挑选。
【课程思政案例】《陶瓷基复合材料》教学案例
课程基本情况· 课程名称：陶瓷基复合材料· 课程性质：专业选修· 教学对象：大四，材料科学与工程· 总学时：24学时课程思政教学整体设计思路（一）教学设计：目前陶瓷基复合材料在航空航天、军事武器、核工业等高技术领域，以及化工、机械、交通等民用和工业领域占据重要地位。
本课程主要介绍陶瓷基复合材料的原理、工艺、性能与设计，从陶瓷基复合材料概述出发，讲解所涉及的主要增强体材料和基体材料，进而针对强韧化和界面两个重要问题讲述陶瓷基复合材料的复合原理和结构设计，最后采用案例教学的方式讲述典型几类陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料的制备工艺、面临的主要问题及解决方法等。
通过课程学习，学生不仅能够学习陶瓷基复合材料的增韧机制、制备方法和性能评判准则，而且能够使学生根据复合材料的强韧化机理，选择基体和增强体，通过界面设计等解决陶瓷基复合材料的设计、制备以及工程问题。
在课程思政改革方面，本课程从陶瓷基复合材料领域的卓越成就、大师魅力和工匠精神三个方面，采用两次主题讲座和一次课堂讨论的形式，在专业教学中穿插课程思政教学内容，使学生了解和掌握中国选择中国特色社会主义现代化发展道路的历史必然性，并充分领略陶瓷基复合材料在高技术领域的重要性和先进性，从而增强大学生立志投身于先进陶瓷材料的学习，将个人的成才梦有机融入实现中华民族伟大复兴的中国梦的思想认识；通过分析国家发展方向和目前复合材料的瓶颈，让学生明白将来从事的工作要承担怎样的责任，引导学生树立严谨求实的态度和理念。
课程将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体，在丰富学识，增长见识的同时，帮助学生树立正确的人生观、世界观和价值观，见下图。
《陶瓷基复合材料》中课堂教学与课程思政教学的有机结合课程思政典型教学案例（一）案例名称《陶瓷基复合材料》第二章增强材料部分“高性能碳纤维增强材料”（二）案例教学目标1、课堂教学目标能够掌握碳纤维的结构、性能优势、制备方法，尤其是关键制备步骤的作用与控制；深入了解全球碳纤维产业及其发展现状，以及我国碳纤维产业发展所面临的挑战和机遇。
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中石油吉化 100t/a 中钢江城 500t/a(方大) 吉研高科 160t/a(恒天) 吉林碳谷 5000t( 奇峰子公司 ) 沈阳中恒 500t/a 大连兴科 360t/a 威海拓展 2500 t/a 山东大学 试验线 煤化所扬州 20t/a 常州中简 100t/a 中复神鹰 3000t/a 丹阳恒神 2500t/a 镇江航科 50 t/a 宁波泰先 100t/a 宁波所 试验线
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国际碳纤维巨头在加剧向我国民品领域倾销碳纤维的同时，
配 方
设 备 配 方
碳纤维技术
油 剂
上浆剂 各厂家上浆剂配方 严格保密
原辅材料
工艺参数
工艺参数
总体看，碳纤维技术买不到、偷不来
国外碳纤维行业的产业链情况
各企业产品
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•T300级千吨级碳纤维 产业化示范工程 威海拓展 •T700级千吨级碳纤维产 业化项目 威海拓展、丹阳恒神、 中复神鹰 T800级百吨
发改委
科工局
•中科院山西煤化所 •中石油吉化 T300级 T700级 T300级中试技术研究
•中科院宁波所 •中石油吉化 T800级关键技术 T700级碳纤维 工程化技术开发 T800级关键技术
在国家政策扶持下，我国碳纤维行业在关
键技术、装备、产业化生产及下游应用等方面
均取得重大进展，千吨级产业化装置陆续建成 并投产。
应用情况
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大型客机
直升机
运载火箭
卫 星
教练机
来源于公开资料
通用飞机
航空 航天
神舟飞船与天宫
月球车
来源于公开资料
兵器 重大基础设施
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2015全国碳纤维产业发展（威海）大会
产学研用相结合是碳纤维发展的必由之路 ——碳纤维研发与产业化体会
李书乡 马全胜
碳纤维制备及工程化国家工程实验室
威海光威复合材料股份有限公司
威海拓展纤维有限公司 二〇一五年五月
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北京化工大学 中科院煤化所
科技部 发改委 发改委
碳纤维制备及工程化国家工程实验室 威海拓展 国家级碳纤维联盟
碳纤维及其复合材料产业技术创新战略联盟
成立时间：2013年12月 理事单位：中冶集团 主管部门：科技部
中国碳纤维及复合材料产业发展联盟
成立时间：2014年8月 理事单位：中国建材集团 主管部门：工信部
一、中国碳纤维产业发展现状 二、产学研用相结合的必要性
三、威海拓展现状
四、产学研用相结合体会
五、总 结
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一、中国碳纤维产业发展现状
碳纤维研发生产企事业概况
邯郸硅谷200t/a 中安信1700t/a 15年 兰州蓝星 2000t/a 甘肃郝氏 70t/a 哈尔滨天顺 600t 山西钢科 100t/a 榆次恒天 200t 煤化所 试验线 西安康本 50t/a 北化工 试验线
科技部
T300级百吨线建设 T700级关键技术研究
威海拓展、北化工等
威海拓展 中简科技
碳纤维复合材料应用 M55J级关键技术 碳纤维规模应用技术开发 高强高模检测评价技术及应用验证 威海拓展中简科技
“十五”期间
“十一五”期间
“十二五”期间
各部委支持碳纤维发展情况
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各部委支持碳纤维发展情况
工信部 新 材 料 研 发 及 产 业 化 项 目
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威海拓展 GQ4522级以上碳纤维复合材料研发产业化项目 河南永煤 千吨级GQ4522级碳纤维产业化及复合材料应用示范项目 江苏恒神 千吨级(GQ4522级)碳纤维复合材料在航空领域应用验证与产业化 中简 T700/T800级碳纤维及复合材料研发产业化及在航空领域的应用示范 江苏航科 大型民用客机关键零部件用T800级碳纤维的研发及其产业化 甘肃郝氏 碳纤维至碳/碳复合材料产业化系统提升项目
炮弹弹托
箱 组
岛礁机场
海上功能平台
单兵携行
帐篷支架
桥 梁
建筑补强
应用情况
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汽车 抽油杆
风电 输电缆芯
应用情况
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Guangwei Composites网球拍源自钓 具自行车箭 杆
三脚架 体 育 休 闲
滑
板
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产业链要求
原 料 碳 纤 维 复 合 材 料
各部委支持碳纤维发展情况
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多年来，高性能碳纤维材料在航空航天、重大基础设施 建设等领域应用一直得到我国政府的高度关注。 特别是进入新世纪，碳纤维的产业化被列入国家“863”、
“973”计划，科技部、发改委、工信部、国家科工局等部门
也都加大了对碳纤维产业化的支持力度。
品种 碳纤维 织物 树脂 预浸料 制品 其它 极为丰富 如东丽为波音提供复合材料 SGL与宝马合作i3 同最终用户 直接对接 既竞争又合作 还有兼并
与用户关系
企业之间关系
SGL与三菱合资建厂 东丽收购Zoltek
行业协会情况
日本碳纤维协会会员 正会员：东丽、东邦、三菱人造丝、三菱树脂、 吴羽、日本石墨、大阪燃气 赞助会员：日本碳、JX日矿日石、日本焦炭
蓝色：仅有原丝 红色：仅有碳化 黑色：均有
河南永煤 1000t/a 广州金发 200t/a 首文(原华皖) 200t/a 安徽鑫丰 500t/a
金山石化500t/a 东华大学 试验线 台塑 3000t/a
国家级研发平台情况
技术中心/国家工程实验室 国家碳纤维工程技术中心 碳纤维制备技术国家工程实验室
三、产学研用相结合的必要性
碳纤维生产流程介绍-原丝
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原 丝 生 产 流 程
碳纤维生产流程介绍-碳化
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碳 化 生 产 流 程
技术来源限制
一直实行行业垄断与技术控制。
原丝设备 不能进口 碳化设备 高温炉、超高温炉 进口有严格限制