全球碳纖維的生產(chǎn)應(yīng)用起源于20世紀60年代,日本和美國是該領(lǐng)域的領(lǐng)先者,早期工業(yè)應(yīng)用主要在軍工及宇航領(lǐng)域,2019年在風電葉片(25%)、航空航天(23%)、體育休閑(14%)、汽車(11%)及建筑、船舶等領(lǐng)域作為結(jié)構(gòu)件制成材料廣泛使用。2019年全球碳纖維需求量為10.37萬噸,CAGR(2011-2019年)為11.3%。
2019年全球碳纖維需求分布
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
全球碳纖維需求持續(xù)增長
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
與傳統(tǒng)金屬材料相比,碳纖維在拉伸強度、彈性模量、比密度以及耐腐蝕性等方面都有明顯的優(yōu)勢,強度上碳纖維是鋼的20倍,拉伸模量上比鋼強2-3倍,比重上不到鋼的1/4,此外,碳纖維還有具有良好的耐腐蝕性,實踐中用碳纖維復(fù)合材料替代鋼或鋁,減重效率可達20%-40%。
國內(nèi)碳纖維市場由于供應(yīng)受限(尤其是高端領(lǐng)域和產(chǎn)品),應(yīng)用市場開發(fā)進展較慢,主要下游應(yīng)用趨于低端。
智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)運行動態(tài)及投資戰(zhàn)略規(guī)劃報告》數(shù)據(jù)顯示:2019年37%需求來自于體育領(lǐng)域,37%需求來自于風電葉片,航空航天市場僅占約4%需求。2019年國內(nèi)碳纖維表觀需求量約3.78萬噸,同比增長22%,其中進口量仍占68%,國內(nèi)產(chǎn)量1.20萬噸,同比增長33%。
2019年國內(nèi)碳纖維需求分布
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
國內(nèi)碳纖維表觀需求持續(xù)增長
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
碳纖維復(fù)合材料是指至少有一種增強材料是碳纖維的復(fù)合材料。無論形態(tài)如何,連續(xù)纖維或者短纖維,單向或者多項、編織或者非編織,都是碳纖維復(fù)合增強材料,其優(yōu)異的比強度和比模量性能可以帶來明顯的耐用度與減重效果。并且,碳纖維作為添加物還可以提高復(fù)合材料的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能,且由于碳纖維的熱膨脹系數(shù)非常小,還可以用來提高復(fù)合材料的尺寸穩(wěn)定性。因此,盡管有著固有的脆性,碳纖維還是成為先進復(fù)合材料領(lǐng)域中最為重要的增強纖維之一。
中國碳纖維復(fù)合材料需求結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
全球碳纖維復(fù)合材料需求-不同基體(億美元)
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
我國戰(zhàn)斗機使用碳纖維復(fù)合材料比例也不斷提升,殲-8使用碳纖維復(fù)合材料比例1%,J10使用碳纖維復(fù)合材料比例6%,J11碳纖維復(fù)合材料使用比例10%。另外,我國最新J20、直20大量使用復(fù)合材料。
碳纖維復(fù)合材料占整機質(zhì)量比
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理



