碳纤维产业发展研究报告
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。
碳纤维材料研究报告
碳纤维材料研究报告引言碳纤维材料是一种具有轻质、高强度和高刚度的复合材料，由于其优异的性能，在航空航天、汽车、体育器材等领域得到了广泛应用。
本文旨在对碳纤维材料进行全面的研究和分析，以期深入了解其结构、性质和应用。
一、碳纤维材料的结构碳纤维材料的基本结构由纤维和基体组成。
纤维部分由数以千计的碳纤维束组成，每束纤维都是由无数个碳纤维单丝捻合而成。
这些纤维单丝是由碳纤维原料经过高温炭化处理得到的，具有高度有序的晶体结构。
基体是指填充在纤维间的树脂，常见的有环氧树脂和聚酰亚胺等。
二、碳纤维材料的性质1. 轻质高强度：碳纤维材料的密度只有钢的四分之一，但其强度却比钢高几倍。
这使得碳纤维材料成为制造轻量化产品的理想选择，如飞机、汽车和运动器材等。
2. 高刚度：碳纤维材料具有优异的刚度，使得其在受力时不易发生形变。
这种性质使得碳纤维材料在结构工程中得到广泛应用。
3. 耐腐蚀性：碳纤维材料耐腐蚀性强，可以在恶劣环境下工作，不易受到化学物质的侵蚀。
4. 热导性：碳纤维材料具有良好的热导性能，可以有效地分散和传导热量。
5. 导电性：碳纤维材料是一种优良的导电材料，可以用于制造导电材料和电子器件。
三、碳纤维材料的应用1. 航空航天领域：由于碳纤维材料的轻质高强度和高刚度特性，它被广泛应用于飞机的主要结构件，如机翼、机身和尾翼等。
碳纤维材料的应用可以大幅度减轻飞机的重量，提高燃油效率，并增加飞机的飞行距离。
2. 汽车工业：碳纤维材料在汽车制造中的应用可以降低汽车的整体重量，提高燃油经济性和安全性能。
例如，碳纤维增强塑料被广泛用于制造汽车车身和底盘等部件。
3. 体育器材：碳纤维材料的轻质高强度使其成为制造体育器材的理想材料，如高尔夫球杆、网球拍和自行车车架等。
碳纤维材料的应用可以提高器材的性能，使运动员在比赛中取得更好的成绩。
结论碳纤维材料是一种具有轻质、高强度和高刚度的复合材料，在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。
碳纤维可行性研究报告
碳纤维可行性研究报告
碳纤维是一种高强度、轻质、耐腐蚀的材料，拥有广泛的应用前景。
本报告旨在研究碳纤维在不同领域的可行性。
首先，我们对碳纤维在航空航天领域的应用进行了研究。
由于碳纤维具有轻质高强度的特点，可以减轻飞机和火箭的重量，提高其燃油效率。
此外，碳纤维还具有良好的抗腐蚀性能，能够在恶劣环境下使用。
然而，碳纤维的制造成本较高，限制了其在航空航天领域的广泛应用。
其次，我们研究了碳纤维在汽车制造领域的潜力。
由于汽车行业对于节能环保的要求越来越高，碳纤维作为一种轻质材料可以有效减轻汽车的重量，降低燃油消耗。
另外，碳纤维还具有较高的强度和刚度，可以提高汽车的安全性能。
然而，碳纤维的制造成本较高，限制了其在大规模汽车生产中的应用。
最后，我们研究了碳纤维在建筑领域的潜力。
碳纤维具有优异的力学性能和抗腐蚀性能，可以用于建筑结构的加固和修复。
此外，碳纤维还可以用于制造轻质、高强度的建筑材料，如碳纤维增强聚合物。
然而，由于碳纤维的制造成本较高，限制了其在建筑领域的广泛应用。
综上所述，碳纤维在航空航天、汽车制造和建筑领域具有广阔的应用前景。
然而，由于制造成本较高，需要进一步降低制造成本以促进其在各个领域的广泛应用。
碳纤维生产项目可行性研究报告(备案立项申请)
碳纤维生产项目可行性研究报告（备案立项申请）碳纤维是一种轻、强度高、刚度好的新型材料，具有广泛的应用前景。
针对碳纤维生产项目的可行性进行研究，提出下述报告：一、项目背景和目标碳纤维是一种具有广泛用途的高性能材料，具有轻质、高强度、耐高温、耐腐蚀等特点。
随着科技的进步和工业技术的不断发展，碳纤维的需求量逐渐增加。
本项目的目标是在本地区建设一座碳纤维生产基地，以满足市场对碳纤维的需求。
二、市场调研通过市场调研，我们了解到碳纤维市场一直保持较高的增长速度。
碳纤维主要应用于航空航天、汽车制造、体育器材、船舶制造等行业。
在航空航天领域，碳纤维用于制造飞机机身和零部件，可以减重提高燃油效率。
在汽车制造领域，碳纤维可以用于制造车身和汽车零部件，提高车辆的安全性和燃油效率。
在体育器材领域，碳纤维用于制造高尔夫球杆、网球拍等，提高运动器材的性能。
总体上，碳纤维市场需求量大、增长速度快，市场潜力巨大。
三、生产工艺和技术碳纤维的生产工艺主要包括聚丙烯纤维前驱体制备、纤维化和碳化等步骤。
本项目计划引进国内外先进的碳纤维生产设备和技术，确保生产工艺的稳定性和产品质量的一致性。
四、投资和资金筹措本项目拟投资5000万人民币，用于购置生产设备、建设厂房和日常经营所需的流动资金。
资金筹措主要通过自筹资金、银行贷款和合作伙伴投资等方式实现。
五、市场竞争和风险分析碳纤维生产业已经进入竞争激烈的阶段，国内外企业都在大力发展碳纤维产业。
我们面临着来自国内外企业的市场竞争，还有供应链风险和原材料价格波动等风险。
为降低市场竞争压力和风险，我们需要提高产品质量和技术水平，建立稳定的供应链和合理的库存管理系统。
六、环保和社会效益碳纤维生产过程中会产生一定数量的废水和废气，对环境造成一定的影响。
我们将采取环保措施，如引进废水处理设备和废气处理设备，确保废物的安全处理和排放符合环保法规要求。
同时，本项目的实施将为当地带来就业机会和税收贡献，提高当地经济发展水平。
碳纤维研究报告
碳纤维研究报告碳纤维是一种轻质高强度的新材料，具有极强的抗拉强度和抗固体颗粒磨损性能。
由于其优异的性能，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
本文通过对碳纤维的研究进行总结和分析，旨在深入了解碳纤维的性能特点及其在不同领域中的应用。
报告内容如下。
首先，我们将碳纤维的性能进行了详细的分析。
碳纤维具有比强度高、刚度大、耐高温、耐腐蚀等特点。
其具有较高的比强度，比钢材强度高5倍以上，比铝合金强度高2倍以上。
同时，碳纤维还具有良好的刚性和耐高温性能，能够承受高温下的荷载。
此外，碳纤维还具有优异的耐腐蚀性能，能够在酸碱等恶劣环境中长期使用。
其次，我们对碳纤维的制备工艺进行了研究。
碳纤维的制备工艺主要包括纺丝、炭化和热处理等环节。
首先，通过高温石墨化将碳纤维前体材料进行热解，形成石墨纤维。
然后，通过碳纤维的拉拔或者喷射纺丝等方法，将石墨纤维进行拉伸，形成高强度的碳纤维。
最后，通过炭化和热处理等工艺，使碳纤维的结晶度增加，从而提高其力学性能。
最后，我们对碳纤维在不同领域中的应用进行了研究。
碳纤维在航空航天领域中有着广泛的应用，用于制造飞机、火箭等载具，可以减小结构重量，提高飞行速度和载重能力。
此外，碳纤维也被广泛应用于汽车制造领域，可以用于制作车身、底盘等部件，提高汽车的安全性能和燃油经济性。
另外，碳纤维还可以用于制造体育器材，如高尔夫球杆、自行车等，提高运动器材的强度和轻量化程度。
综上所述，碳纤维作为一种具有优异性能的新材料，具有广阔的应用前景。
通过深入研究和开发，碳纤维的性能和制备工艺还有很大的提升空间。
相信在未来，碳纤维将会在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
碳纤维研究报告
碳纤维研究报告引言碳纤维是一种轻质高强度的纤维材料，以其优异的物理和化学性质在许多领域得到广泛应用。
本报告将介绍碳纤维的研究现状、制备方法以及其在各个领域的应用和未来发展前景。
通过对碳纤维的研究，我们可以更好地了解其性能和潜力，推动碳纤维在工程和科技领域的应用。
研究现状碳纤维的研究始于20世纪60年代，在过去的几十年中取得了巨大的进展。
碳纤维以其优异的力学性能、耐腐蚀性和导电性被广泛研究和应用。
目前，碳纤维的市场规模不断扩大，应用领域涵盖了航空航天、汽车工业、体育用品、建筑材料等多个领域。
制备方法碳纤维的制备方法分为聚丙烯腈(PAN)纤维炭化法和沥青炭化法两种主要类型。
聚丙烯腈纤维炭化法聚丙烯腈纤维炭化法制备碳纤维是目前最常用和商业化的方法。
该方法包括聚合、纺丝、拉伸、定形、碳化等多个步骤。
其中，关键的步骤是纤维的高温炭化，通过加热使聚丙烯腈纤维逐渐转化成具有高度有序的碳晶体结构的碳纤维。
沥青炭化法沥青炭化法是一种较新的碳纤维制备方法。
该方法将沥青材料进行加热和气化，生成含有碳元素的高分子物质。
随后，通过拉伸和炭化等处理，将其中的杂质去除，形成高度纯净的碳纤维。
应用领域碳纤维在各个领域都有广泛的应用。
航空航天碳纤维广泛应用于航空航天领域的制造，包括飞机、卫星和火箭等。
碳纤维的轻质高强度特性使得航空器更加节能环保，提高飞行效率并减少燃料消耗。
汽车工业碳纤维在汽车制造中起到了重要的作用。
它的高强度和低密度使得汽车更加轻便，并具有出色的抗冲击性能，提高车辆的安全性能。
此外，碳纤维还可以用于制造电动汽车的电池外壳和车身，提高电动汽车的续航里程。
体育用品碳纤维在体育用品领域得到广泛应用。
通过使用碳纤维材料，可以制造出更轻、更坚固、更耐磨的运动器材，如高尔夫球杆、网球拍和自行车车架等。
建筑材料碳纤维在建筑领域有着广泛的应用前景。
它可以用于加固混凝土结构和制造高性能的建筑材料。
碳纤维增强混凝土可以提高混凝土结构的强度和耐久性，减少维护成本，并使建筑更加轻盈。
碳纤维 研究报告
碳纤维研究报告碳纤维的研究报告一、引言碳纤维是一种由碳元素构成的纤维状材料，具有轻质、高强度、高模量、耐腐蚀等优异特性，被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
本报告旨在介绍碳纤维的制备方法、特性以及应用领域等内容。
二、碳纤维的制备方法碳纤维的制备方法主要有石油基碳纤维、煤基碳纤维和聚丙烯基碳纤维等。
其中，石油基碳纤维是目前主要的生产方法。
碳纤维的制备过程一般包括原材料选择、预处理、纺丝成型、高温炭化和表面处理等步骤。
三、碳纤维的特性1. 轻质：碳纤维的密度较低，通常为1.75g/cm³，是钢铁的1/4。
2. 高强度：碳纤维的拉伸强度可以达到6000MPa以上，是钢铁的5倍。
3. 高模量：碳纤维的弹性模量可达到200-700GPa，是钢铁的2-3倍。
4. 耐腐蚀：碳纤维对酸、碱等化学腐蚀性物质具有较好的抗腐蚀性能。
5. 耐高温：纯碳纤维可以在3000℃的高温下仍保持较好的稳定性。
四、碳纤维的应用领域1. 航空航天领域：碳纤维可用于制造航空器、导弹、火箭等航空航天器件，以提高其轻质化和强度。
2. 汽车制造领域：碳纤维可以作为汽车的结构材料，用于制造车身和零部件，提高汽车的安全性和燃油效率。
3. 体育器材领域：碳纤维可以用于制造高档的高尔夫球杆、网球拍、自行车等，具有较好的强度和轻质化特性。
4. 石油化工领域：碳纤维可以用于制造耐腐蚀的管道、储罐等设备，提高生产安全性和长期使用寿命。
5. 建筑领域：碳纤维可以用于制造高强度的建筑材料，如钢筋、混凝土等，提高建筑结构的抗震性和耐久性。
五、结论碳纤维作为一种具有优秀性能的材料，目前已在多个领域得到广泛应用。
随着技术的不断发展和研究的加深，碳纤维的制备方法和性能将进一步改善和提升，有望在更多领域发挥重要作用。
2023年碳纤维行业市场需求分析
2023年碳纤维行业市场需求分析碳纤维作为一种新型高强度、高模量、低密度的材料，具有优异的性能，在航空航天、汽车、体育器材、建筑等领域具有广泛的应用前景。
2023年碳纤维行业市场需求分析如下：一、航空航天领域碳纤维具有优异的强度和模量，为航空航天领域提供了优质的材料。
在航空业，碳纤维大量用于制造飞机结构件、引擎罩、侧壁板、机身等，以减轻重量提高性能。
根据市场研究报告，到2025年，碳纤维在航空航天和国防市场的需求将增加至100多亿美元。
二、汽车领域汽车工业一直是碳纤维的发展方向之一。
碳纤维具有优异的强度、模量和阻尼性能，可减少汽车自重，提高汽车的速度和燃油效率。
目前大众、宝马、奥迪等欧洲豪华汽车公司已采用碳纤维材料应用于汽车制造。
据市场研究报告，到2025年，碳纤维在汽车领域的市场需求将达到250多亿美元。
三、体育器材领域碳纤维在体育器材制造中也得到广泛应用。
碳纤维制成的球杆、网球拍、自行车等器材可以有效减少器材的重量和提高强度，使运动员的表现更优秀，已成为体育锻炼的必备有力武器。
市场研究预测，到2025年，体育器材领域的碳纤维市场需求将超过50亿美元。
四、建筑领域由于碳纤维轻质高强的特性，它不仅可以用于拱形屋顶和结构的加固，还可以应用于地震的防灾减灾和城市桥梁建设中。
碳纤维加固的钢桥增加了钢桥的强度，延长了使用寿命。
市场调研显示，到2025年，碳纤维在建筑领域的市场需求将达到60亿美元。
总之，随着碳纤维市场的不断扩大和碳纤维制造技术的不断升级，各个领域对碳纤维材料的需求将不断增加，全球碳纤维市场将保持快速增长。
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上海化工 Shanghai Chemical Industry
Vol.44 No碳纤维产业发展研究报告
顾佳杰
上海市化工科学技术情报研究所 （上海 200030）
摘 要 介绍了国内外碳纤维的市场及其应用情况，并对聚丙烯腈基碳纤维的原丝制备工艺进行了剖析。 关键词 碳纤维 市场 应用 原丝 生产工艺 中图分类号 TQ342+.74
2.0
断后延 伸率 /% 0.6~1.2
1.0
0.7
根的被称为大丝束碳纤维 （也称工业级大丝束），另 外还包括 60 k、120 k、180 k、320 k 和 360 k 等。
每束碳纤维丝束的数量小于 24 k 及以下的碳 纤维称为小丝束碳纤维（也称宇航级小丝束），另外 还有 1 k、3 k、6 k、12 k 和 24 k 等[4]。
碳纤维（carbonfiber，简称 CF）是由有机纤维在 惰性气体保护下经过高温（1 000～3 000 ℃）分解与 碳化方式形成的含碳量在 90%以上的一种新型高 分子材料。其强度比钢铁高，密度比铝小，具有轻质、 高强度、高弹性模量、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等优 异特性，在航空航天、汽车、能源、体育休闲等领域具 有较高的应用价值，被称为 21 世纪的“黑色黄金”[1]。 以碳纤维性能为标准值 1，其与其他材料的性能对 比见图 1[2]。
1 市场情况
1.1 全球市场 1.1.1 产能情况
2017 年碳纤维理论产能为 147 kt/a，整体平均 开工率在 70%左右，近 10 年的年均增长率为 9.3%， 历年碳纤维产能情况如图 2 所示。
目前全球最大的碳纤维制造商为日本的东丽株
作者简介：顾佳杰 男 1985 年生 硕士研究生 工程师 主要从事化工行业技术情报的研究工作
图 1 碳纤维和其他材料性能对比
按原丝类型，碳纤维通常可分为三类：聚丙烯腈 （PAN）基碳纤维、沥青（Pitch）基碳纤维和黏胶（Rayon） 基碳纤维。其中，PAN 基碳纤维因生产工艺简 单、成本较低、力学性能优良等特点，已成为当今世 界产量最高、应用最广的一种碳纤维，市场占有率高 达 90%以上；而沥青基碳纤维市场占有率在 7%左 右。表 1[3]为 3 种主要原料碳纤维性能的对比。
在下游应用方面（见表 2），碳纤维在军事、工业 和民用等领域都有应用，主要为：航空航天、汽车工 业、风电叶片，体育用品、混配模成型、压力容器、建 筑补强、电子电器，等等。其中：风电叶片为最大应用 领域，用量约占 23.5%；航空航天为第二大应用领 域，占 22.8% ； 体 育 休 闲 为 第 三 大 应 用 领 域，占 15.7%。而应用价值占比位于前三位的分别是航空航 天（48.9%），体育休闲（12.9%），风电叶片（11.8%）。 1.2 国内市场 1.2.1 产能情况
图 5 全球碳纤维需求情况
图 3 2017 全球碳纤维主要制造商
从地域分布[4]来看（见图 4）：碳纤维产能居前三 的仍分别是美国、日本和中国，但世界格局从之前 的欧美企业主打大丝束与新兴市场、日本企业主打 小丝束与传统市场，变为了 2017 年的全球大小丝 束 + 新老市场的混业经营。日本三大巨头的市场垄 断地位在增强，依然是世界碳纤维发展的主力。尤
图 4 2017 年全球碳纤维理论产能国家分布情况渊kt窑a-1冤
1.1.2 需求情况 2017 年全球碳纤维需求量约在 8.42 万 t 左右，
预计在 2019 年突破 10 万 t 大关。近 10 年碳纤维需 求量平均年增长率为 9.8%，预计未来仍将以 10%左 右的速率增长。历年全球碳纤维需求情况见图 5[4]。
按每束丝束数量，碳纤维可分为小丝束和大丝 束两种。
通常，每束碳纤维数量大于 48 000（简称 48 k）
碳纤维
PAN 基 沥青基 黏胶基
表 1 三类碳纤维性能对比
抗拉强 度 /GPa
>3.5
抗拉模 量 /GPa
>230
密度 / （g·cm-3）
1.76~1.94
1.6
379
1.7
2.1~2.8 414~552
其是在东丽收购卓尔泰克，三菱加大大丝束碳纤维 的投入后，日本企业在工业级碳纤维方面的抱负更 加明显。虽然日本的能源及人工成本均比较高，但其 技术上的巨大优势完全可以弥补这两个短板。将来 随着技术的成熟与市场竞争的加大，日本企业必然 会在大用户的周边建厂，或加大到综合成本相对较 低的国家建厂的力度。目前东丽旗下的匈牙利和墨 西哥基地有望超过中国台湾、韩国，成为国际重要的 碳纤维产地。
第3期
顾佳杰：碳纤维产业发展研究报告
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图 2 2008—2017 年全球碳纤维产能
式会社（Toray，以下简称“东丽”），在其成功收购美 国最大的大丝束碳纤维生产商卓尔泰克公司 （Zoltek，下称“卓尔泰克”）之后，已毫无疑问地成为 全球碳纤维领域的霸主，总产能达到 42 kt/a。目前东 丽在美国、墨西哥、法国、意大利、德国、匈牙利、韩国 及日本都有生产基地。国际上其他主要碳纤维生产 企业分别为德国的西格里碳素集团（SGL，下称“西 格里”），日本的三菱丽阳株式会社（MRC，下称“三 菱 丽 阳 ”）和 东 邦 机 械 工 业 株 式 会 式（TOHO，下 称 “东邦”），中国台湾的台塑集团（FPC），美国的赫氏 公司(Hexcel)和氰特公司（Cytec，已被苏威收购），中 国大陆的中复神鹰碳纤维有限公司、江苏恒神股份 有限公司、精功集团有限公司、威海光威复合材料有 限公司、兰州蓝星碳纤维有限公司和中安信科技有 限公司，另外还有韩国的晓星集团（Hyosung）和泰光 工业公司（TKI），土耳其的阿克萨公司（DowAksa）， 以及俄罗斯的 UMATex。韩国晓星、泰光是日本东丽 在韩国的产业转移承接企业，都是资深的化纤企业， 对碳纤维有很大的战略安排，未来随着技术的日渐 成熟，这些企业会成为碳纤维的重要生产厂家。各公 司生产能力具体如图 3 所示[4]。