HKC 一把
来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/01 11:27:21
长期困扰我国的碳纤维原丝问题有望解决
中复神鹰正式量产T300级碳纤维原丝. 产量2000吨/年. 据说T500技术已经掌握. 未来2-3年内, 将量产T700级.
网址 http://www.zfsycf.com
另外, 吉林吉研公司也量产百吨/年T300级碳纤维原丝长期困扰我国的碳纤维原丝问题有望解决
中复神鹰正式量产T300级碳纤维原丝. 产量2000吨/年. 据说T500技术已经掌握. 未来2-3年内, 将量产T700级.
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另外, 吉林吉研公司也量产百吨/年T300级碳纤维原丝
中复神鹰正式量产T300级碳纤维原丝. 产量2000吨/年. 据说T500技术已经掌握. 未来2-3年内, 将量产T700级.
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另外, 吉林吉研公司也量产百吨/年T300级碳纤维原丝长期困扰我国的碳纤维原丝问题有望解决
中复神鹰正式量产T300级碳纤维原丝. 产量2000吨/年. 据说T500技术已经掌握. 未来2-3年内, 将量产T700级.
网址 http://www.zfsycf.com
另外, 吉林吉研公司也量产百吨/年T300级碳纤维原丝
请科普
碳纤维是现代飞机制造的重要复合材料. B787 50% 的机体材料是碳纤维. F22机体材料也有大量T700级碳纤维.
碳纤维是四代机, 大客, 大运, 洲际导弹的必用材料.
日本人(东丽公司)于50年代末, 60 年代初发明碳纤维.创造至今仍是此工业的霸主. B787机体材料都是日本公司提供的. 日本的碳纤维是PAN基的. 美国后来以沥青为基础制备碳纤维, 用于F22中. 但价格太高, 民机中都用日本公司的
碳纤维的质量主要取决于碳纤维原丝的质量. T300, T500, T700 即指碳纤维的强度(越高越好).
碳纤维原丝的工艺和设备属于对我国严格禁运. 我国国产碳纤维原丝的量产质量长期不过关. 被戏称为T250.
这次次突破, 有重要意义
碳纤维是四代机, 大客, 大运, 洲际导弹的必用材料.
日本人(东丽公司)于50年代末, 60 年代初发明碳纤维.创造至今仍是此工业的霸主. B787机体材料都是日本公司提供的. 日本的碳纤维是PAN基的. 美国后来以沥青为基础制备碳纤维, 用于F22中. 但价格太高, 民机中都用日本公司的
碳纤维的质量主要取决于碳纤维原丝的质量. T300, T500, T700 即指碳纤维的强度(越高越好).
碳纤维原丝的工艺和设备属于对我国严格禁运. 我国国产碳纤维原丝的量产质量长期不过关. 被戏称为T250.
这次次突破, 有重要意义
哪位老大来讲讲应用?
这个没什么好红的,别人30多年前就能量产了
请证实~
原帖由 gameboy999 于 2009-1-6 13:57 发表
这个没什么好红的,别人30多年前就能量产了
有进步就可以红嘛[:a6:]
T300这个型号的强度是如何计算的?请科普一下[:a6:]
这个要顶:victory: :victory:
不过怎么链接网页上有病毒;funk
不过怎么链接网页上有病毒;funk
Ls,终结者看过吧,T1000病毒[:a4:]
原帖由 gameboy999 于 2009-1-6 13:57 发表
这个没什么好红的,别人30多年前就能量产了
有进步了红下都不行?
人家网站上说的今天开始高700,争取三到五年量产。怎么被楼主篡改了。
河北CCF-2(相当于T700)的都量产了.只不过批量小点,二期还没建好.
还有一个新闻大家帮忙给分析下,实在想不出是火箭的哪段壳体?
长春工大五年科研成果为我省创经济效益16亿——
“碳纤维”项目成功应用于“神七”
日前,记者跟随长春市组织的“落实科学发展观”宣传报道团对长春工业大学进行了采访。记者获悉,该校研发的“碳纤维”项目已成功应用于“神七”火箭的壳体。
据长春工业大学副校长张会轩介绍,该校研发的“碳纤维”项目已成功应用于“神五、神六、神七”火箭,这个项目也已经进入2009年吉林省重点转化的项目之一,2008年被评为吉林省8项近期可突破的重大科技成果转化项目。千吨级原丝线生产线将于2011年在吉林石化建成投产,可创年产值10.1亿元。
还有一个新闻大家帮忙给分析下,实在想不出是火箭的哪段壳体?
长春工大五年科研成果为我省创经济效益16亿——
“碳纤维”项目成功应用于“神七”
日前,记者跟随长春市组织的“落实科学发展观”宣传报道团对长春工业大学进行了采访。记者获悉,该校研发的“碳纤维”项目已成功应用于“神七”火箭的壳体。
据长春工业大学副校长张会轩介绍,该校研发的“碳纤维”项目已成功应用于“神五、神六、神七”火箭,这个项目也已经进入2009年吉林省重点转化的项目之一,2008年被评为吉林省8项近期可突破的重大科技成果转化项目。千吨级原丝线生产线将于2011年在吉林石化建成投产,可创年产值10.1亿元。
民品用的最多的就是鱼竿。像shimano的“闪光”,30尺(9米)的鲫竿重量只有195克,使用的就是东丽的超低树脂碳布,当然,158000日圆的价格确实很昂贵。
国产高吨位碳纤如能成规模,实在是国防与钓友的福音啊
国产高吨位碳纤如能成规模,实在是国防与钓友的福音啊
原帖由 银灰 于 2009-1-6 14:57 发表
河北CCF-2(相当于T700)的都量产了.只不过批量小点,二期还没建好.
还有一个新闻大家帮忙给分析下,实在想不出是火箭的哪段壳体?
长春工大五年科研成果为我省创经济效益16亿——
“碳纤维”项目成功应用于“神七 ...
:D 这么牛,CCF-1 才相当于T300级的啊,确定不是T500级的?
日本东丽公司碳纤维年产量达1.09万吨
频道:纺织 发布时间:2007-10-09
据报道,日本主要纺织生产商东丽公司管理人士透露,公司已开始计划为美国航天飞机零部件生产碳纤维,以满足日益增长的需求。
东丽公司是全球最大的碳纤维供应商,年产量为7300吨,现在公司计划在美国阿拉巴马州的加工厂新增一套年产为1800吨的基础纤维生产装置,加工厂的年产能也将扩展到3600吨。同时,东丽在华盛顿州的复合材料装置产能也将扩至1120万平方米/年。
这些装置预计2006年初投入生产,总投资达160亿日元(1美元约合103.75日元),届时东丽的碳纤维年产量有望达1.09万吨。
频道:纺织 发布时间:2007-10-09
据报道,日本主要纺织生产商东丽公司管理人士透露,公司已开始计划为美国航天飞机零部件生产碳纤维,以满足日益增长的需求。
东丽公司是全球最大的碳纤维供应商,年产量为7300吨,现在公司计划在美国阿拉巴马州的加工厂新增一套年产为1800吨的基础纤维生产装置,加工厂的年产能也将扩展到3600吨。同时,东丽在华盛顿州的复合材料装置产能也将扩至1120万平方米/年。
这些装置预计2006年初投入生产,总投资达160亿日元(1美元约合103.75日元),届时东丽的碳纤维年产量有望达1.09万吨。
中复神鹰万吨碳纤维一期工程顺利投产
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文章来源:本站原创 加入作者:lygshenying 添加时间:2008-12-19 13:40:29 阅读次数:1
神鹰专版
崔世安、王晓齐、宋志平、王建华、徐一平等领导出席仪式
12月3日上午9点38分,中复神鹰万吨碳纤维一期工程在连云港经济技术开发区大浦工业区投产,这标志着中国碳纤维在产业化道路上迈出了巨大的一步,中国自主研发的碳纤维装备制造和产品生产正式走向市场化、产业化、规模化。
庆典仪式云集了众多重量级嘉宾,场面格外隆重。国务院国有资产监督管理委员会监事会主席崔世安,国务院国有资产监督管理委员会规划局局长王晓齐,中国建材集团董事长、中国建材股份有限公司董事局主席宋志平,中共连云港市委书记王建华,连云港市政府代市长徐一平,中共安徽省蚌埠市委书记陈启涛,国家工业和信息化部原材料工业司副司长贾银松,中国建材集团外部董事姜均露、中国建材工业联合会党委书记、常务副会长孙向远、中国建材集团外部董事曹德生、王振侯、张健、郭建堂、林锡忠,以及国家工业和信息化部、工信部国防科工局、国家科技部、国委院国资委监事会、江苏省发改委、省经贸委、省科技厅和连云港市政府、国家开发银行、中国建材集团、中国建材股份有限公司的有关领导,市领导戴元安、仲琨、张光东、唐国海、李国璋、董春科、石海波等出席了庆典仪式。中国建材股份有限公司副总裁、中国复合材料集团有限公司董事长张定金主持仪式。张国良、王建华、宋志平、王晓齐等领导分别致辞。
中国复材是香港上市公司中国建材(3323)复合材料业务板块的核心企业之一,近年来围绕中国建材的战略布局,积极做大做强主业,加强科技创新,在江苏省连云港市打造了中国最大的兆瓦级风电叶片基地。在积极发展风电叶片产业的同时,中国复材全力推动碳纤维的产业化研制。在这过程中,中国复材依托国家对重点项目的支持,充分发挥央企的资本、研发和协同实力,实现央企与民营高科技企业的优势互补、密切合作,只用一年时间就迅速形成一个规模达到千吨的碳纤维产业,不仅填补了我国碳纤维技术空白,而且创造了一个碳纤维发展史上的奇迹。
中复神鹰在千吨碳纤维生产线建设过程坚持走了一条自我设计、自我制造、自我安装、自我调试、投资省、建设快的创新之路。千吨生产线只是万吨碳纤维项目的一步,中复神鹰计划从2009年起,以攻关T700碳纤维为重点,开工建设2000吨生产线,力争用3-5年时间达到万吨生产能力,成为我国最大的碳纤维生产基地。
王晓齐受国资委领导委托在投产仪式上讲话,他指出:中国建材集团是国务院国资委履行出资人职责的国有重点骨干企业,在以宋志平同志为首的领导班子领导下,中国建材集团取得了快速发展,特别在行业发展中,通过推进联合重组、整合行业资源、促进产业升级发挥了巨大作用,国资委对中国建材集团的工作给予充分肯定。
王晓齐说,碳纤维是我国急需的一种材料,在国民经济发展和国防建设中具有重要意义和不可替代作用。碳纤维万吨工程是中国建材集团实现产业升级的重要项目,是一个新的经济增长点。碳纤维基地的投产和今后项目的继续建设必将为中国建材集团进一步发展、为推动地方经济的发展起到重要促进和带动作用。
针对全球经济危机对各国实体经济造成了巨大冲击和损失,也对我国经济造成了非常大的影响,王晓齐强调,中央为保持经济平稳较快发展,陆续出台了一系列政策。希望中国建材集团一方面发挥央企在行业中的骨干带头作用,抓住这一有利机遇,加快结构调整,在行业整合中起主导作用;另一方面发挥科研优势,利用充沛的科研资源,在建材产业升级、技术创新方面起引领作用。
王建华代表连云港市委市政府对中复神鹰表示祝贺,对中国建材集团为推动连云港经济发展所做的贡献表示感谢。他说,中国建材集团凭借其强大的实力和影响力,与连云港民营企业联手合作,打造了碳纤维产业化基地,使之成为连云港新材料发展中的一大亮点和自主创新方面的重大成果,为连云港的经济社会发展做出了突出贡献。希望今后中国建材集团在连云港积极扩大内需、促进经济增长中,承担更大责任,发挥更大作用。
宋志平向全体领导和来宾表示欢迎,他说,中国建材集团是直属国务院国资委管理的以建材制造、研发设计、成套装备和进出口业务为主的大型综合性建材产业集团。作为建材行业的排头兵企业,要在推动我国建材工业科技进步和产业升级方面起到引领和带头作用,这是我们义不容辞的责任。目前全球碳纤维的最大用量是用于风电叶片的生产,而中国复材旗下的中复神鹰今天实现了碳纤维产业化上的重大突破,中复连众作为中国最大的兆瓦级风电叶片,这两个企业之间有着巨大的协同作用,这是今后碳纤维实现市场化应用和规模效益无可比拟的优势。
宋志平表示,当前在党中央国务院扩大内需促进经济平稳较快发展的重要时刻,中国建材集团要勇挑重担,加快推动企业的发展,为连云港经济的发展做出新的更大贡献。他希望中复神鹰和中复连众这两个朝阳企业,在企业管理团队的共同努力下,早日实现万吨碳纤维和万只叶片的宏伟蓝图,与连云港市政府携手打造“新材料、新能源”的新篇章。
鹰游集团董事长、中复神鹰碳纤维有限责任公司董事长张国良首先向出席仪式的各位领导和嘉宾以及向所有关心、帮助、扶持这个项目的各级领导和朋友们表示衷心的感谢!他指出,经过9个多月的紧张工作、奋力拼搏,通过自主创新、自主研发,完成了成套设备的设计、制造、安装,建成了近5万平方米的厂房,建设万吨碳纤维基地第一期工程的千吨规模已成功顺利投产,这是从国家、省到地方有关部门和领导共同关心支持的结果,也是企业技术攻关团队、干部职工夜以继日辛勤努力的结果。
张国良说,千吨生产线的顺利投产,既是关键又是万吨碳纤维的起步。我们将以百倍的努力在搞好千吨线生产经营的同时,夜以继日开工建设2000吨生产线,力争用3至5年时间实现万吨生产能力的目标。坚信有各级领导的坚定支持,有中建材集团的强大后盾,有我们自身的不懈努力,一定能够实现万吨碳纤维的目标,实现技术进步、经济效益和对国家贡献的三丰收。
在隆重热烈的气氛下,主席台嘉宾为中复神鹰万吨碳纤维一期工程投产剪彩,随后又饶有兴致的参观了中复神鹰千吨生产线,参加仪式的嘉宾共同见证了中复神鹰发展中这一激动人心的时刻。
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神鹰专版
崔世安、王晓齐、宋志平、王建华、徐一平等领导出席仪式
12月3日上午9点38分,中复神鹰万吨碳纤维一期工程在连云港经济技术开发区大浦工业区投产,这标志着中国碳纤维在产业化道路上迈出了巨大的一步,中国自主研发的碳纤维装备制造和产品生产正式走向市场化、产业化、规模化。
庆典仪式云集了众多重量级嘉宾,场面格外隆重。国务院国有资产监督管理委员会监事会主席崔世安,国务院国有资产监督管理委员会规划局局长王晓齐,中国建材集团董事长、中国建材股份有限公司董事局主席宋志平,中共连云港市委书记王建华,连云港市政府代市长徐一平,中共安徽省蚌埠市委书记陈启涛,国家工业和信息化部原材料工业司副司长贾银松,中国建材集团外部董事姜均露、中国建材工业联合会党委书记、常务副会长孙向远、中国建材集团外部董事曹德生、王振侯、张健、郭建堂、林锡忠,以及国家工业和信息化部、工信部国防科工局、国家科技部、国委院国资委监事会、江苏省发改委、省经贸委、省科技厅和连云港市政府、国家开发银行、中国建材集团、中国建材股份有限公司的有关领导,市领导戴元安、仲琨、张光东、唐国海、李国璋、董春科、石海波等出席了庆典仪式。中国建材股份有限公司副总裁、中国复合材料集团有限公司董事长张定金主持仪式。张国良、王建华、宋志平、王晓齐等领导分别致辞。
中国复材是香港上市公司中国建材(3323)复合材料业务板块的核心企业之一,近年来围绕中国建材的战略布局,积极做大做强主业,加强科技创新,在江苏省连云港市打造了中国最大的兆瓦级风电叶片基地。在积极发展风电叶片产业的同时,中国复材全力推动碳纤维的产业化研制。在这过程中,中国复材依托国家对重点项目的支持,充分发挥央企的资本、研发和协同实力,实现央企与民营高科技企业的优势互补、密切合作,只用一年时间就迅速形成一个规模达到千吨的碳纤维产业,不仅填补了我国碳纤维技术空白,而且创造了一个碳纤维发展史上的奇迹。
中复神鹰在千吨碳纤维生产线建设过程坚持走了一条自我设计、自我制造、自我安装、自我调试、投资省、建设快的创新之路。千吨生产线只是万吨碳纤维项目的一步,中复神鹰计划从2009年起,以攻关T700碳纤维为重点,开工建设2000吨生产线,力争用3-5年时间达到万吨生产能力,成为我国最大的碳纤维生产基地。
王晓齐受国资委领导委托在投产仪式上讲话,他指出:中国建材集团是国务院国资委履行出资人职责的国有重点骨干企业,在以宋志平同志为首的领导班子领导下,中国建材集团取得了快速发展,特别在行业发展中,通过推进联合重组、整合行业资源、促进产业升级发挥了巨大作用,国资委对中国建材集团的工作给予充分肯定。
王晓齐说,碳纤维是我国急需的一种材料,在国民经济发展和国防建设中具有重要意义和不可替代作用。碳纤维万吨工程是中国建材集团实现产业升级的重要项目,是一个新的经济增长点。碳纤维基地的投产和今后项目的继续建设必将为中国建材集团进一步发展、为推动地方经济的发展起到重要促进和带动作用。
针对全球经济危机对各国实体经济造成了巨大冲击和损失,也对我国经济造成了非常大的影响,王晓齐强调,中央为保持经济平稳较快发展,陆续出台了一系列政策。希望中国建材集团一方面发挥央企在行业中的骨干带头作用,抓住这一有利机遇,加快结构调整,在行业整合中起主导作用;另一方面发挥科研优势,利用充沛的科研资源,在建材产业升级、技术创新方面起引领作用。
王建华代表连云港市委市政府对中复神鹰表示祝贺,对中国建材集团为推动连云港经济发展所做的贡献表示感谢。他说,中国建材集团凭借其强大的实力和影响力,与连云港民营企业联手合作,打造了碳纤维产业化基地,使之成为连云港新材料发展中的一大亮点和自主创新方面的重大成果,为连云港的经济社会发展做出了突出贡献。希望今后中国建材集团在连云港积极扩大内需、促进经济增长中,承担更大责任,发挥更大作用。
宋志平向全体领导和来宾表示欢迎,他说,中国建材集团是直属国务院国资委管理的以建材制造、研发设计、成套装备和进出口业务为主的大型综合性建材产业集团。作为建材行业的排头兵企业,要在推动我国建材工业科技进步和产业升级方面起到引领和带头作用,这是我们义不容辞的责任。目前全球碳纤维的最大用量是用于风电叶片的生产,而中国复材旗下的中复神鹰今天实现了碳纤维产业化上的重大突破,中复连众作为中国最大的兆瓦级风电叶片,这两个企业之间有着巨大的协同作用,这是今后碳纤维实现市场化应用和规模效益无可比拟的优势。
宋志平表示,当前在党中央国务院扩大内需促进经济平稳较快发展的重要时刻,中国建材集团要勇挑重担,加快推动企业的发展,为连云港经济的发展做出新的更大贡献。他希望中复神鹰和中复连众这两个朝阳企业,在企业管理团队的共同努力下,早日实现万吨碳纤维和万只叶片的宏伟蓝图,与连云港市政府携手打造“新材料、新能源”的新篇章。
鹰游集团董事长、中复神鹰碳纤维有限责任公司董事长张国良首先向出席仪式的各位领导和嘉宾以及向所有关心、帮助、扶持这个项目的各级领导和朋友们表示衷心的感谢!他指出,经过9个多月的紧张工作、奋力拼搏,通过自主创新、自主研发,完成了成套设备的设计、制造、安装,建成了近5万平方米的厂房,建设万吨碳纤维基地第一期工程的千吨规模已成功顺利投产,这是从国家、省到地方有关部门和领导共同关心支持的结果,也是企业技术攻关团队、干部职工夜以继日辛勤努力的结果。
张国良说,千吨生产线的顺利投产,既是关键又是万吨碳纤维的起步。我们将以百倍的努力在搞好千吨线生产经营的同时,夜以继日开工建设2000吨生产线,力争用3至5年时间实现万吨生产能力的目标。坚信有各级领导的坚定支持,有中建材集团的强大后盾,有我们自身的不懈努力,一定能够实现万吨碳纤维的目标,实现技术进步、经济效益和对国家贡献的三丰收。
在隆重热烈的气氛下,主席台嘉宾为中复神鹰万吨碳纤维一期工程投产剪彩,随后又饶有兴致的参观了中复神鹰千吨生产线,参加仪式的嘉宾共同见证了中复神鹰发展中这一激动人心的时刻。
日本东丽公司生产工业用碳纤维
时间:2008-5-6 9:33:58 来源:中华化工网 发表评论 进入论坛
日本东丽公司最近宣布,将投入160亿在爱媛工厂扩建工业用碳纤维生产线,计划明年7月投产。
据介绍,生产线将用于生产PAN碳纤维,设计年产量1000吨。新生产线投入使用后,爱媛工厂年生产能力将达到8300吨,东丽在日本国内的碳纤维生产能力也将提高到年产1.89万吨。东丽公司介绍,本次扩建的生产线主要用于生产精细碳纤维1系产品。该产品具有良好的成型加工性能,主要用于自行车架、机器人、飞机零部件等。东丽正在实施的中长期规划IT2010中,碳纤维年产量2010年将达2.5万吨。爱媛工厂扩建是IT2010规划的一个重要环节。
时间:2008-5-6 9:33:58 来源:中华化工网 发表评论 进入论坛
日本东丽公司最近宣布,将投入160亿在爱媛工厂扩建工业用碳纤维生产线,计划明年7月投产。
据介绍,生产线将用于生产PAN碳纤维,设计年产量1000吨。新生产线投入使用后,爱媛工厂年生产能力将达到8300吨,东丽在日本国内的碳纤维生产能力也将提高到年产1.89万吨。东丽公司介绍,本次扩建的生产线主要用于生产精细碳纤维1系产品。该产品具有良好的成型加工性能,主要用于自行车架、机器人、飞机零部件等。东丽正在实施的中长期规划IT2010中,碳纤维年产量2010年将达2.5万吨。爱媛工厂扩建是IT2010规划的一个重要环节。
纤维类材料(碳纤维布、碳纤维板、芳伦纤维及玻璃纤维)加固修复混凝土结构技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面,起到结构补强和抗震加固的作用。广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固,以及桥梁、隧道、烟囱、筒仓等其它土木工程的加固补强。
碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布,统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面,树脂固化后与原构件形成新的受力复合体,共同工作。碳纤维加固材料采用优质碳纤维材料及先进的经编技术加工制成,可保证织物在制造过程中使碳纤维保持均匀的张力。碳纤维加固技术适用于各种结构类型及复杂部位的加固补修,如柱、桥粱、筒体、壳体、烟囱等结构,要求混凝土的强度等级不低于c15。
目前用于碳纤维加固的材料有碳纤维布、碳纤维板材、碳纤维片材及其他辅料。
我国目前在工程中采用的碳纤维片材材料及配套树脂类粘结材料,是以国外进口材料为主,国产产品较少,且产品的匀质性及低树脂含量等技术指标上还有差距。这样,进口的材料单价就显高,这往往影响技术的经济决策。因此,除了应尽快采取先进技术及措施使国产产品提高质量外,在碳纤维片材加固技术应用中,应当更多从加固效果,耐久方面来考虑桥梁加固后正常运营效益与经济性。
粘贴碳纤维片材加固混凝土桥梁技术在欧洲、美国、加拿大和日本已经广泛应用,并且进行了深入的研究。我国在这方面的工程实践也是在二十世纪九十年代中期才开始
目前世界碳纤维产量达到2.8万吨/年以上,主要集中在日本、英国、美国、法国等少数发达国家。
国内碳纤维的需求缺口较大,存在严重的供不应求。国内PAN 基碳纤维的需求量近期内为1331-2388t/a,2010年将达5672t。而国内现有PAN 基碳纤维的生产能力仅为144t/a。且由于产品性能低和价高等原因,大多没有达到满负荷生产。正在引进的年产400t的碳纤维及原丝等项目,即使这些项目按预期的那样顺利建成并投人生产,国内的生产能力仍不到需求的1/3。
为使我国的碳纤维产业具有市场竞争能力,必须提高PAN 原丝质量、提升技术含量,扩大生产线规模。只有高质量的原丝才能生产出高性能碳纤维,才能稳定生产,提高产量,降低成本。扩大生产规模也是降低成本的有效途径。国外一条碳纤维生产线的年生产能力在200T以上,而我国至今还没有一条百吨级碳纤维生产线。这也是我国工程化开发的差距之一。为了降低生产成本, 国外大丝束碳纤维(48K-480K)发展很快,形成了与小丝束(1K-24K)碳纤维竞争市场的格局。而国内目前还没有正式的大丝束PAN 原丝生产厂家,也就没有大丝束碳纤维生产装置与技术。
附:国外碳纤维长丝产能报道
据日本《化学经济》报道,世界碳纤维需求增加,产品紧俏,各公司相继扩大生产规模。
2005年,日本国内的碳纤维生产比上年同样增加3%。PAN基碳纤维(包括普通丝束、大丝束)的需求增长较快,特别是快速发展的航空领域拉动了整体需求的上涨。
PAN基碳纤维的需求在压缩天然气罐、风力发电用叶片、产业机械等一般产业用途方面稳定扩大。再加上航空机用途碳纤维强化塑料(CFRP)开始大量采用。法国空中客车和美国波音飞机相继提出下一代客机机体的主要结构材料将采用碳纤维,因此期待今后需求将急速增加。
表1 日本碳纤维的生产动向
表2 世界PAN基碳纤维的需求 单位:吨
表3 世界PAN基碳纤维的各地区需求
单位:吨
注:普通丝束、大丝束合计
在这种需求状况下,东丽公司于2006年初在美国增设烧成设备1800吨/年。2007年1月,在日本爱媛增设原丝的聚合、纺丝到烧成的一条龙生产线2系列2200吨/年和包括树脂的预浸渍1系列580万平方米。并进而在法国索菲加尔也新设800吨/年设备,预定2007年8月完成。另外,该公司还与波音公司就下一代中型客机B787用碳纤维复合材料缔结了关于到2021年长期合同的总合同。
东邦特纳克斯在德国Toho Tenax Europe(TTE)以2006年9月开始投产,目标为碳纤维1500吨/年,在美国Toho Tenax America(TTA)以设备改造整顿700吨的供给体制,在日本三岛事业所,2008年4月投产建设2700吨/年新生产线。
三菱人造丝从2006年2季度开始在英国的SGL委托生产550~750吨/年,在美国以设备增容改造为目标,在2006年末增加500吨/年,将1500吨/年扩大到2000吨/年。进而,以2007年2季度投产为目标,新设2200吨/年烧成生产线。
表4 世界PAN基碳纤维(普通丝束)的生产能力(2006年末)
碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布,统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面,树脂固化后与原构件形成新的受力复合体,共同工作。碳纤维加固材料采用优质碳纤维材料及先进的经编技术加工制成,可保证织物在制造过程中使碳纤维保持均匀的张力。碳纤维加固技术适用于各种结构类型及复杂部位的加固补修,如柱、桥粱、筒体、壳体、烟囱等结构,要求混凝土的强度等级不低于c15。
目前用于碳纤维加固的材料有碳纤维布、碳纤维板材、碳纤维片材及其他辅料。
我国目前在工程中采用的碳纤维片材材料及配套树脂类粘结材料,是以国外进口材料为主,国产产品较少,且产品的匀质性及低树脂含量等技术指标上还有差距。这样,进口的材料单价就显高,这往往影响技术的经济决策。因此,除了应尽快采取先进技术及措施使国产产品提高质量外,在碳纤维片材加固技术应用中,应当更多从加固效果,耐久方面来考虑桥梁加固后正常运营效益与经济性。
粘贴碳纤维片材加固混凝土桥梁技术在欧洲、美国、加拿大和日本已经广泛应用,并且进行了深入的研究。我国在这方面的工程实践也是在二十世纪九十年代中期才开始
目前世界碳纤维产量达到2.8万吨/年以上,主要集中在日本、英国、美国、法国等少数发达国家。
国内碳纤维的需求缺口较大,存在严重的供不应求。国内PAN 基碳纤维的需求量近期内为1331-2388t/a,2010年将达5672t。而国内现有PAN 基碳纤维的生产能力仅为144t/a。且由于产品性能低和价高等原因,大多没有达到满负荷生产。正在引进的年产400t的碳纤维及原丝等项目,即使这些项目按预期的那样顺利建成并投人生产,国内的生产能力仍不到需求的1/3。
为使我国的碳纤维产业具有市场竞争能力,必须提高PAN 原丝质量、提升技术含量,扩大生产线规模。只有高质量的原丝才能生产出高性能碳纤维,才能稳定生产,提高产量,降低成本。扩大生产规模也是降低成本的有效途径。国外一条碳纤维生产线的年生产能力在200T以上,而我国至今还没有一条百吨级碳纤维生产线。这也是我国工程化开发的差距之一。为了降低生产成本, 国外大丝束碳纤维(48K-480K)发展很快,形成了与小丝束(1K-24K)碳纤维竞争市场的格局。而国内目前还没有正式的大丝束PAN 原丝生产厂家,也就没有大丝束碳纤维生产装置与技术。
附:国外碳纤维长丝产能报道
据日本《化学经济》报道,世界碳纤维需求增加,产品紧俏,各公司相继扩大生产规模。
2005年,日本国内的碳纤维生产比上年同样增加3%。PAN基碳纤维(包括普通丝束、大丝束)的需求增长较快,特别是快速发展的航空领域拉动了整体需求的上涨。
PAN基碳纤维的需求在压缩天然气罐、风力发电用叶片、产业机械等一般产业用途方面稳定扩大。再加上航空机用途碳纤维强化塑料(CFRP)开始大量采用。法国空中客车和美国波音飞机相继提出下一代客机机体的主要结构材料将采用碳纤维,因此期待今后需求将急速增加。
表1 日本碳纤维的生产动向
表2 世界PAN基碳纤维的需求 单位:吨
表3 世界PAN基碳纤维的各地区需求
单位:吨
注:普通丝束、大丝束合计
在这种需求状况下,东丽公司于2006年初在美国增设烧成设备1800吨/年。2007年1月,在日本爱媛增设原丝的聚合、纺丝到烧成的一条龙生产线2系列2200吨/年和包括树脂的预浸渍1系列580万平方米。并进而在法国索菲加尔也新设800吨/年设备,预定2007年8月完成。另外,该公司还与波音公司就下一代中型客机B787用碳纤维复合材料缔结了关于到2021年长期合同的总合同。
东邦特纳克斯在德国Toho Tenax Europe(TTE)以2006年9月开始投产,目标为碳纤维1500吨/年,在美国Toho Tenax America(TTA)以设备改造整顿700吨的供给体制,在日本三岛事业所,2008年4月投产建设2700吨/年新生产线。
三菱人造丝从2006年2季度开始在英国的SGL委托生产550~750吨/年,在美国以设备增容改造为目标,在2006年末增加500吨/年,将1500吨/年扩大到2000吨/年。进而,以2007年2季度投产为目标,新设2200吨/年烧成生产线。
表4 世界PAN基碳纤维(普通丝束)的生产能力(2006年末)
新材料之王碳纤维
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来源:中国研磨网
碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢耐腐蚀性强、比耐热钢耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。碳纤维主要被制成碳纤维增强塑料这种复合材料来应用。
每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成,直径大约5滋m~8滋m。在原子层面的碳纤维跟石墨很相近,由一层层以六角型排列的碳原子构成。碳纤维与石墨两者的差别在于层与层之间的连接。石墨是晶体结构,它的层间连接松散,而碳纤维不是晶体结构,层间连接是不规则的,这样可防止滑移,增强物质强度。
一般碳纤维的密度为1750kg/m3,导热能力高但传电能力低,碳纤维的比热容量亦比铜低。当加热的时候,碳纤维会变厚、变短。虽然碳纤维的天然颜色是黑色,但科学家可以把它染成不同的颜色。
我国碳纤维产品市场现状
我国碳纤维的生产和使用尚处于起步阶段,,国内碳纤维生产能力仅占世界高性能碳纤维总产量的0.4%左右,国内用量的90%以上靠进口。而PAN原丝质量一直是制约我国碳纤维工业规模化生产的瓶颈。另外,碳纤维长期以来被视为战略物资,发达国家一直对外实行封锁。因此,业内专家认为,强化基础研究是创新之本,是发展国内碳纤维工业的根本出路。
我国早在上世纪六七十年代就开始了碳纤维的研究工作,几乎与世界同步。经过30多年的努力,已经研制出接近日本东丽公司T300水平的碳纤维产品,但产量和品质都远不能满足国内需求,与国外差距甚远。与国际先进水平相比,国产碳纤维的突出问题是碳纤维强度低,均匀性和稳定性都较差,发展水平比发达国家落后了近20年~30年,而且生产规模小,技术设备落后,生产效益不理想。
目前全球碳纤维产能约3.5万吨,我国市场年需求量6500吨左右,属于碳纤维消费大国,但我国碳纤维2007年产量仅200吨左右,而且主要是低性能产品,没有形成规模化产业,绝大部分依赖进口,价格非常昂贵,比如标准型T300市场价格每千克曾高达4000元~5000元。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑,国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中高性能碳纤维技术更是被日本及西方国家垄断和封锁。因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。由于市场短缺,近年来国内出现了“碳纤维热”,众多科研院所和企业纷纷启动了碳纤维研究或千吨级产业化项目。虽然当前国内市场对碳纤维产品需求较大,但盲目发展低于档次品类存在很大风险,尤其现有产品研发停滞不前,不能开发出新型配套系列产品,这些千吨级项目实施后,市场产能出现过剩趋势将成为必然。
从价格角度分析,目前碳纤维国际市场供不应求,国内价格居高不下,而且在我国,碳纤维应用领域越来越广泛,已从军用向民用领域快速渗透。从投资角度分析,大量资本,特别是民营资本的高度关注,在很大程度上激活了这一产业,极大地提高了碳纤维产业的活跃程度,民营资本的进入为加快碳纤维产业化进程发挥了积极而重要的作用,使国内碳纤维的产业化研究不断深入。到目前为止,我国已建立起相对完整的十分级、百分级甚至千分级碳纤维产业研发的配套体系。1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN基碳纤维扩大试验生产线,生产能力为2t/a,20世纪80年代开展了高强型碳纤维的研究,于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。中科院山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等科研机构及院校参与了碳纤维项目的研究与开发。目前,国内小规模PAN基碳纤维生产企业和科研院所共10余家。
国内企业不再照搬国外现成的技术,关键设备也在加快研发,某些关键设备的研发已取得了突破性成果,而且原材料供应充足。我国碳纤维产业技术特点十分明显,技术多元化越来越受到重视。从2000年开始,我国已完全放弃了硝酸法原丝技术,采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术。目前,国产碳纤维百分级产品能与日本东丽的T700相媲美。可以说,我国多年来碳纤维产、学、研相结合研发的技术成果已不逊色于东丽的相应技术。在我国完整的碳纤维研发链条下的碳纤维工程化研发出现了加速发展的势头。吉林、山东、江苏、山西、辽宁、安徽是我国传统的碳纤维工程化研发的基地,而近年来,河北、上海、陕西逐步成为新兴的碳纤维工程化研发基地,有越来越多的企业加入到工程化研发与建设中来。同时,北京、广东、浙江、江苏也积极参与了碳纤维的产业化建设。
我国碳纤维主要生产企业
华皖碳纤维,国家已批准在安徽蚌埠建立500t/aPAN原丝和200t/a碳纤维生产线,总投资过亿元。PAN原丝采用亚砜一步法,技术由国外引进;产品以12K的T300级碳纤维为主,并准备引进成熟的预浸料生产线。华皖集团(原蚌埠灯芯绒集团公司)二期建设规模将使碳纤维产量翻一番,达到400t/a,下游产品的开发也列入发展规划。
中宝碳纤维责任有限公司在浙江嘉兴。拟建400t/a大丝束碳纤维生产线,部分引进技术和设备,投资数亿元,并配套300万m2预浸料。该项目国家已批准,并积极开展了前期论证和考察工作。根据国内外市场动向及投资与回报等因素,暂缓建立碳纤维生产线,而集中力量开发预浸料等下游产品。同时,还成立了浙江省碳纤维工程技术研究开发中心,全面推进碳纤维事业。
山东威海光威渔具集团有限公司主要从事钓竿生产,碳纤维预浸布的规格有30余种,根据发展趋势,有可能向上游即PAN基原丝和碳纤维发展。此外,山东省东营生产力促进中心也在考虑招商引资建立碳纤维生产线,认为石油等工业是碳纤维的潜在市场。
北京化工大学与吉化公司树脂厂,将依靠自己的技术建立500t/a原丝和200t/a碳纤维生产线。放弃硝酸法,采用亚砜一步法技术路线生产原丝。目前,正在进行中试实验。
中钢集团吉林炭素股份有限公司是我国小丝束碳纤维生产基地,已向用户提供50余吨小丝束碳纤维。目前,该厂正在建立新的小丝束碳纤维生产线,扩大产量,以满足市场需求。
中科院山西煤化所研制碳纤维已有30多年历史,上世纪70年代中期,建成我国第一条纤维中试生产线;在90年代末期,又建成我国第一条吨级粘胶基碳纤维生产线。目前该所与扬州聚酯责任有限公司共建碳材料联合实验室,研制高性能PAN基碳纤维,并准备在扬州建立产业化基地。此外,山西榆次化纤厂是我国唯一用亚砜一步法生产PAN基原丝达数十年的单位,目前仍在生产。
从以上信息可以看出,当前发展态势有以下几个特点:投入力度大;规模大;参与单位多,特别是大企业的参与;起点高,采用多项新技术、新工艺;自动化程度高,工控、程控在线配套使用;逐步建立起质量控制和质量检测方法,特别是在线检测。
碳纤维新产品开发
骨骼组织医用材料利用经过化学方法处理过的碳素纤维,修补或置换骨骼组织一段时间后,碳素纤维会被一层具有类似真正软骨机能特点的组织所覆盖,可降低人造骨骼或组织在植入人体后的排斥问题,但是较脆易断问题仍有待解决。另一项新产品为以液压为动力的碳素纤维人工膝关节,虽然其外表不太美观,但在速度、力量与灵活性方面并不比真的肌肉与骨骼差。
电脑断层扫描机的感应器是由内装10大气压氦气的密封箱所构成,利用X射线将氦气激发成电离子,电脑再由氦电离子数量的计测描绘出人体的断面影像。氦气压力愈高,断面影像愈清晰,但机器壁愈厚,X射线的减衰愈大,所能激发的氦气也愈少,影像效果因而变差。如果压力容器由碳素纤维复材制成,软X射线领域的减衰可降为1/10,性能将大为提升。
现行锂电池的集电体大都采用金属铝或铜,因而在缠绕使用时容易发生破裂。为了解决这一问题,采用在碳素纤维中加入金属来制造集电体(三菱材料)。其正极的集电体采用铝与碳素纤维,负极的集电体采用铜与碳素纤维的混合物。其次,二次锂电池中碳薄膜是正极或负极的重要材料,因碳薄膜的种类决定了二次锂电池的功率、充放电效率及寿命。
燃料电池使用氢气作为燃料,其关键材料在于纳米碳管(Nanotubes,或称为纳米碳素纤维Nanofi鄄bres)。纳米碳管是由石墨中一层(单壁),或若干层碳原子(多壁)卷曲而成的管状纤维,比重只有钢的1/6,而强度却是钢的100倍,若连接成绳索,并不会被自身重量所拉断,管内可以充填其他物质或吸收氢气,也可以用来发射电子,运用于二极体。1997年由NortheasternUniversityBoston合成的纳米碳管,据称可以储存相当自身重量70%的氢气,但因制造资料没有公布出来而广受质疑。燃料电池用的纳米碳管只有10纳米宽,使得电池体积可缩小至普通电池的1/16,却是目前世界上超大级功率的电池。现在的电动汽车使用普通电池,充电一次可跑144km,且产品寿命只能充电200次,而纳米碳素纤维电池充电一次至少可以跑4000km,且可充电1200次以上。
以混有碳素纤维和玻璃纤维的树脂,来制造移动电话、个人数位助理等携带式资讯器材机壳材料,以取代镁材质之机壳,已是电子产品新趋势之一。而最先利用碳纤维材料于笔记本电脑机壳上的是IBM公司的ThinkPad600、570、240与A20,其资料显示,碳纤维强韧性是铝镁合金的两倍,且散热效果良好。
预测未来10年碳纤维的需求量将持续增加,工业用与运动休闲用领域依然为市场主流,而呈两极化发展的碳纤维产品中(高弹性率产品及高强力产品),以高强力纤维的成长较为看好。但由于厂商间竞争激烈,低价格化已成趋势。
碳纤维产品国外市场概况
世界碳纤维的主要生产商为日本的东丽、东邦人造丝、三菱人造丝三大集团,以及美国的卓尔泰克(ZOLTEK)、阿克苏(AKZO)、阿尔迪拉(ALDILI)和德国的SGL公司等。其中日本三大集团占世界碳纤维生产能力的75%。世界CT型碳纤维总生产能力为22100t/a,LT型碳纤维总生产能力为9550t/a,实际生产量约为7000t/a。
当前世界上PAN基炭纤维正处于迅速增长的发展期,产品性能趋向于高性能化,T700S加快取代T300作通用级碳纤维;产量增加较快,1996年~2000年增长48.1%;航天航空和体育用品用量增加稳定,民用工业用量增幅较大,已超过前两者,特别是随着大丝束碳纤维的大规模生产,价格的降低,民用工业需求增加迅猛。
日本东丽、东邦人造丝和三菱人造丝公司的小丝束碳纤维产量占世界总产量的75%左右,而这3个公司发表的专利也相当多。例如,东丽公司目前生产的碳纤维T1000,抗拉强度最高(7.02GPa)、单丝直径最细(5.3滋m),可代表世界先进水平,但该公司最新专利报道,其实验室已研制出新一代碳纤维,抗拉强度已达到9.03GPa,比T1000提高了28.6%;单丝直径降到3.2滋m,比T1000细了39.6%。同时,该公司还开发截面形状为三叶形的PAN原丝及碳纤维,以拓宽其用途。
碳纤维的起源
1880年,美国发明家爱迪生首先将竹子纤维碳化成丝,作为电灯泡内发光灯丝,开启了碳纤维(CarbonFiber,简称CF)的先河。碳纤维用于结构材料的首创者,则以美国UnionCarbide公司(U.C.C.)为代表,于1959年以螺距纤维为原料,经过数千百度的高温碳化后,得到弹性率约40GPa,强度约为0.7GPa的碳纤维;1965年该公司又用相同原料于3000℃高温下延伸,开发出丝状高弹性石墨化纤维,弹性率约500GPa,强度约为2.8GPa。
1961年,日本大阪工业技术试验所进藤召男博士,以Polyacrylonitrile(简称PAN)聚丙烯腈为原料,经过氧化与数千度的碳化工序后,得到弹性率为
160GPa、强度为0.7GPa的碳纤维。
1962年,日本碳化公司(NipponCarbonCo.)用PAN为原料,制得低弹性系数(L.M.)碳纤维。东丽公司亦以PAN纤维为原料,开发了高强度CF,弹性率约为230GPa,强度约为2.8GPa,并于1966年起达到每月量产1吨的规模,与此同时他们还开发了碳化温度2000℃以上的高弹性率CF,弹性率约400GPa,强度约为2.0GPa。PAN系碳纤维产量于1992年已达6500吨/年,至2000年已超过1万t/a以上。
虽然碳纤维需求量逐渐扩大,但于1991年冷战结束后,军事用途使用量萎缩,又因经济萧条,供需失去平衡,产业受到冲击。然而,美国波音公司新锐机型B777的生产,加上土木、建筑、汽车与复合材料应用领域的扩大,使得碳纤维产业逐渐缓步成长。
碳纤维的种类
经高温处理后,其含碳量超过90%以上的纤维材料,称之为碳纤维。碳纤维的分类有许多方法,可依原料、性能、形态来进行分类。若依原料可分为聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)系碳纤维;沥青(Pitch)系碳纤维。其中聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)系碳纤维具有高强度、高弹性率的性质,在航空器材、体育、休闲娱乐等领域大范围使用。沥青(Pitch)系碳纤维具有的高弹性模量、高导热性等特性是聚丙烯腈系碳纤维所达不到的,通常以长纤维形态被利用。由于沥青系碳纤维为高模量级纤维,比弹性模量显著优良,故适合于支配刚性结构物轻量化并赋予其结构刚性。另外,沥青系碳纤维具有高导热性、低电阻、低热线性膨胀率及化学稳定性好等特性。
依机械性能可分为超高弹性率碳纤维(UHM类型),弹性率600GPa以上,强度2500MPa以上;高弹性率碳纤维(HM类型),弹性率350GPa~600GPa,强度2500MPa以上;中弹性率碳纤维(IM类型),弹性率280GPa~350GPa,强度3500MPa以上;标准弹性率类型碳纤维(HT类型),弹性率200GPa~280GPa,强度2500MPa以上;低弹性率碳纤维(LM类型),弹性率200GPa以下,强度3500MPa以下。
碳纤维特点及性质
碳纤维呈黑色,坚硬,具有强度高、重量轻等特点,是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在35000MPa以上,是钢的7.9倍,抗拉弹性模量为230000MPa~430000MPa,高于钢。因此CFRP的比强度,即材料的强度与其密度之比可达到20000MPa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为590MPa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。材料的比强度愈高,构件自重愈小;比模量愈高,构件的刚度愈大。从这个意义上已预示了碳纤维在工程上的广阔应用前景。纵观多种新兴复合材料,如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料的优异性能,众多专家预料,人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。
PAN碳纤维及其复合材料具有以下特征(其中括号内为碳纤维的纤维轴方向的特征):(1)机械特性,与金属相比,密度小,质轻;模量高,高刚性;强度高;疲劳强度高;耐磨耗性、润滑性优良;振动衰减性优良;(2)耐热性、安定性,热膨胀系数小,尺寸稳定性好;具有导热性;在惰性气体中耐热性优良;(3)电传导及电磁波屏蔽性,具有导电性;具有电磁波屏蔽性;(4)X射线透过性优良;属多种导性材料,针对其目的可设计出适当的结构体。
PAN碳纤维及其复合材料具有以下特征(其中括号内为碳纤维的纤维轴方向的特征):(1)机械特性,与金属相比,密度小,质轻;模量高,高刚性;强度高;疲劳强度高;耐磨耗性、润滑性优良;振动衰减性优良;(2)耐热性、安定性,热膨胀系数小,尺寸稳定性好;具有导热性;在惰性气体中耐热性优良;(3)电传导及电磁波屏蔽性,具有导电性;具有电磁波屏蔽性;(4)X射线透过性优良;属多种导性材料,针对其目的可设计出适当的结构体。
2007年,日本主要碳纤维生产商东丽公司与日产汽车等企业联手开发出了使用碳纤维的尖端材料,可大幅减轻汽车主要部件,如底盘的重量。新技术可使汽车整体重量减轻1成,提高燃效性能4%~5%。另外,耐冲击性可达到原来的1.5倍。这些厂家计划3年后在市售车上应用此新技术。在全球为减排温室气体而强化燃效规定的背景下,这一新技术有望加快以钢铁为主的汽车原材料的转变。
2007年,日本主要碳纤维生产商东丽公司与日产汽车等企业联手开发出了使用碳纤维的尖端材料,可大幅减轻汽车主要部件,如底盘的重量。新技术可使汽车整体重量减轻1成,提高燃效性能4%~5%。另外,耐冲击性可达到原来的1.5倍。这些厂家计划3年后在市售车上应用此新技术。在全球为减排温室气体而强化燃效规定的背景下,这一新技术有望加快以钢铁为主的汽车原材料的转变。
底盘是汽车底部的骨架,是与发动机等同等重要的基础部件。此前,曾在将发动机的动力传导给车轮的传动轴上采用过碳纤维。如果新技术达到实用水平,则是首次在汽车主要部件上采用碳纤维。以高级乘用车为例,目前的钢铁底盘重量约达300kg,如果改用碳纤维与树脂合成的碳纤维强化塑料,则可降低到150kg左右,1.5t左右的汽车总重量由此可减轻1成。另外,在发生碰撞事故时,底盘会发生变形,从而吸收冲击力。假定在时速60km下发生碰撞事故,底盘的能量吸收量可提高到1.5倍,从而可减轻人体所受的冲击。
碳纤维的应用
碳纤维是含碳量高于90%的纤维的总称,因含碳量高而得名。碳纤维既具有元素碳的各种优良性能,如比重小、耐热、耐热冲击,耐化学腐蚀和导电等,又有纤维的可绕性和优异的力学性能。特别是它的比强度和比模量高,在绝氧条件下,可耐2000℃的高温,是一种重要的工业用纤维材料,适用于作增强复合材料、烧蚀材料和绝热材料。它是20世纪60年代初发展起来的一种新型材料,现已成为现代社会不可缺少的一种新颖材料。
休闲产品中,最早应用PAN碳纤维的是钓鱼竿。现在世界上碳纤维钓鱼竿的年生产量为1200万根左右,相当于碳纤维用量约1200吨。碳纤维在高尔夫球杆的应用是于1972年开始的,现在世界上碳纤维高尔夫球杆的年生产量约4000万根左右,相当于2000吨碳纤维的用量。网球拍的应用是从1974年开始的,目前世界上年生产碳纤维球拍约450万个,需碳纤维用量约500吨。在其他方面,碳纤维还广泛应用于滑雪板、雪船、滑雪杆、棒球棒、公路赛以及船舶类体育用品。
人们认识到了碳纤维轻量化、耐疲劳性和耐腐蚀性等性能,因而开始广泛应用于航空航天行业。在宇航领域,由于高模量碳纤维的轻量性(刚性)、尺寸稳定性的导热性,早已应用于人造卫星等方面,近年来已开始应用于铱星等通信卫星。
造型复合物主要是以短纤维的形式混入用于热塑性树脂中,由于具有补强、抗静电、电磁波屏蔽效果,可广泛应用于家用电器、办公室机器、半导体及其相关领域。
压力容器主要用在压缩(CHG)罐和消防员用的空气呼吸器,包括用CF长丝缠绕所生产的所有罐类。其他燃料容器,如CNG罐,若采用以往的金属制造是很重的,为了使其运行距离加长,必须轻量化。因此,采用金属加上纤维缠绕或塑料衬里的全复合材料容器正进行实用化生产应用。空气呼吸器是去年在美国受到DOT认定的CF制品,今后其市场需求将急剧增长。
近几年在土木建筑领域,靠碳纤维进行抗震补修和补强的施工法,在日本得到划时代的普及。以阪神大震灾为开端的抗震补强,以及伴随着与施工时相比,因交通量和积载量等大幅度增加而造成的劣化所进行的道路桥梁等补强,都开始渗透碳纤维片材的施工法。这种施工法是将单向排列的碳纤维片材或织物状材料,用常温固化型的环氧树脂贴服于结构物表面而进行的补修与补强。公路桥的地面、横梁、建筑物和梁、构架以及烟筒等的弯曲补强中,碳纤维的模量变得格外重要。
除前文所述日本东丽在汽车领域中的大幅研制与应用外,近年来以欧洲为中心,在渡轮、大型快艇和其他舟艇类方面,碳纤维的市场需求量正在增长。
在能源及相关领域,包括风力发电机叶片、燃料电池电极、飞轮等用途,碳纤维的成长趋势更是强劲。虽然风力发电用途目前尚待进一步推广,但这些应用领域都能充分发挥碳纤维的特长。
碳纤维的应用,除涉及到以往X射线医疗器械、电子器械等相关领域(除浓缩铀的旋转筒外)、各种机械部件、电器部件、伞类骨架、头盔等与生活相关的用品,以及卡车的构架、车辆的结构体、冷冻箱、家用电梯等新项目。
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来源:中国研磨网
碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢耐腐蚀性强、比耐热钢耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。碳纤维主要被制成碳纤维增强塑料这种复合材料来应用。
每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成,直径大约5滋m~8滋m。在原子层面的碳纤维跟石墨很相近,由一层层以六角型排列的碳原子构成。碳纤维与石墨两者的差别在于层与层之间的连接。石墨是晶体结构,它的层间连接松散,而碳纤维不是晶体结构,层间连接是不规则的,这样可防止滑移,增强物质强度。
一般碳纤维的密度为1750kg/m3,导热能力高但传电能力低,碳纤维的比热容量亦比铜低。当加热的时候,碳纤维会变厚、变短。虽然碳纤维的天然颜色是黑色,但科学家可以把它染成不同的颜色。
我国碳纤维产品市场现状
我国碳纤维的生产和使用尚处于起步阶段,,国内碳纤维生产能力仅占世界高性能碳纤维总产量的0.4%左右,国内用量的90%以上靠进口。而PAN原丝质量一直是制约我国碳纤维工业规模化生产的瓶颈。另外,碳纤维长期以来被视为战略物资,发达国家一直对外实行封锁。因此,业内专家认为,强化基础研究是创新之本,是发展国内碳纤维工业的根本出路。
我国早在上世纪六七十年代就开始了碳纤维的研究工作,几乎与世界同步。经过30多年的努力,已经研制出接近日本东丽公司T300水平的碳纤维产品,但产量和品质都远不能满足国内需求,与国外差距甚远。与国际先进水平相比,国产碳纤维的突出问题是碳纤维强度低,均匀性和稳定性都较差,发展水平比发达国家落后了近20年~30年,而且生产规模小,技术设备落后,生产效益不理想。
目前全球碳纤维产能约3.5万吨,我国市场年需求量6500吨左右,属于碳纤维消费大国,但我国碳纤维2007年产量仅200吨左右,而且主要是低性能产品,没有形成规模化产业,绝大部分依赖进口,价格非常昂贵,比如标准型T300市场价格每千克曾高达4000元~5000元。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑,国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中高性能碳纤维技术更是被日本及西方国家垄断和封锁。因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。由于市场短缺,近年来国内出现了“碳纤维热”,众多科研院所和企业纷纷启动了碳纤维研究或千吨级产业化项目。虽然当前国内市场对碳纤维产品需求较大,但盲目发展低于档次品类存在很大风险,尤其现有产品研发停滞不前,不能开发出新型配套系列产品,这些千吨级项目实施后,市场产能出现过剩趋势将成为必然。
从价格角度分析,目前碳纤维国际市场供不应求,国内价格居高不下,而且在我国,碳纤维应用领域越来越广泛,已从军用向民用领域快速渗透。从投资角度分析,大量资本,特别是民营资本的高度关注,在很大程度上激活了这一产业,极大地提高了碳纤维产业的活跃程度,民营资本的进入为加快碳纤维产业化进程发挥了积极而重要的作用,使国内碳纤维的产业化研究不断深入。到目前为止,我国已建立起相对完整的十分级、百分级甚至千分级碳纤维产业研发的配套体系。1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN基碳纤维扩大试验生产线,生产能力为2t/a,20世纪80年代开展了高强型碳纤维的研究,于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。中科院山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等科研机构及院校参与了碳纤维项目的研究与开发。目前,国内小规模PAN基碳纤维生产企业和科研院所共10余家。
国内企业不再照搬国外现成的技术,关键设备也在加快研发,某些关键设备的研发已取得了突破性成果,而且原材料供应充足。我国碳纤维产业技术特点十分明显,技术多元化越来越受到重视。从2000年开始,我国已完全放弃了硝酸法原丝技术,采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术。目前,国产碳纤维百分级产品能与日本东丽的T700相媲美。可以说,我国多年来碳纤维产、学、研相结合研发的技术成果已不逊色于东丽的相应技术。在我国完整的碳纤维研发链条下的碳纤维工程化研发出现了加速发展的势头。吉林、山东、江苏、山西、辽宁、安徽是我国传统的碳纤维工程化研发的基地,而近年来,河北、上海、陕西逐步成为新兴的碳纤维工程化研发基地,有越来越多的企业加入到工程化研发与建设中来。同时,北京、广东、浙江、江苏也积极参与了碳纤维的产业化建设。
我国碳纤维主要生产企业
华皖碳纤维,国家已批准在安徽蚌埠建立500t/aPAN原丝和200t/a碳纤维生产线,总投资过亿元。PAN原丝采用亚砜一步法,技术由国外引进;产品以12K的T300级碳纤维为主,并准备引进成熟的预浸料生产线。华皖集团(原蚌埠灯芯绒集团公司)二期建设规模将使碳纤维产量翻一番,达到400t/a,下游产品的开发也列入发展规划。
中宝碳纤维责任有限公司在浙江嘉兴。拟建400t/a大丝束碳纤维生产线,部分引进技术和设备,投资数亿元,并配套300万m2预浸料。该项目国家已批准,并积极开展了前期论证和考察工作。根据国内外市场动向及投资与回报等因素,暂缓建立碳纤维生产线,而集中力量开发预浸料等下游产品。同时,还成立了浙江省碳纤维工程技术研究开发中心,全面推进碳纤维事业。
山东威海光威渔具集团有限公司主要从事钓竿生产,碳纤维预浸布的规格有30余种,根据发展趋势,有可能向上游即PAN基原丝和碳纤维发展。此外,山东省东营生产力促进中心也在考虑招商引资建立碳纤维生产线,认为石油等工业是碳纤维的潜在市场。
北京化工大学与吉化公司树脂厂,将依靠自己的技术建立500t/a原丝和200t/a碳纤维生产线。放弃硝酸法,采用亚砜一步法技术路线生产原丝。目前,正在进行中试实验。
中钢集团吉林炭素股份有限公司是我国小丝束碳纤维生产基地,已向用户提供50余吨小丝束碳纤维。目前,该厂正在建立新的小丝束碳纤维生产线,扩大产量,以满足市场需求。
中科院山西煤化所研制碳纤维已有30多年历史,上世纪70年代中期,建成我国第一条纤维中试生产线;在90年代末期,又建成我国第一条吨级粘胶基碳纤维生产线。目前该所与扬州聚酯责任有限公司共建碳材料联合实验室,研制高性能PAN基碳纤维,并准备在扬州建立产业化基地。此外,山西榆次化纤厂是我国唯一用亚砜一步法生产PAN基原丝达数十年的单位,目前仍在生产。
从以上信息可以看出,当前发展态势有以下几个特点:投入力度大;规模大;参与单位多,特别是大企业的参与;起点高,采用多项新技术、新工艺;自动化程度高,工控、程控在线配套使用;逐步建立起质量控制和质量检测方法,特别是在线检测。
碳纤维新产品开发
骨骼组织医用材料利用经过化学方法处理过的碳素纤维,修补或置换骨骼组织一段时间后,碳素纤维会被一层具有类似真正软骨机能特点的组织所覆盖,可降低人造骨骼或组织在植入人体后的排斥问题,但是较脆易断问题仍有待解决。另一项新产品为以液压为动力的碳素纤维人工膝关节,虽然其外表不太美观,但在速度、力量与灵活性方面并不比真的肌肉与骨骼差。
电脑断层扫描机的感应器是由内装10大气压氦气的密封箱所构成,利用X射线将氦气激发成电离子,电脑再由氦电离子数量的计测描绘出人体的断面影像。氦气压力愈高,断面影像愈清晰,但机器壁愈厚,X射线的减衰愈大,所能激发的氦气也愈少,影像效果因而变差。如果压力容器由碳素纤维复材制成,软X射线领域的减衰可降为1/10,性能将大为提升。
现行锂电池的集电体大都采用金属铝或铜,因而在缠绕使用时容易发生破裂。为了解决这一问题,采用在碳素纤维中加入金属来制造集电体(三菱材料)。其正极的集电体采用铝与碳素纤维,负极的集电体采用铜与碳素纤维的混合物。其次,二次锂电池中碳薄膜是正极或负极的重要材料,因碳薄膜的种类决定了二次锂电池的功率、充放电效率及寿命。
燃料电池使用氢气作为燃料,其关键材料在于纳米碳管(Nanotubes,或称为纳米碳素纤维Nanofi鄄bres)。纳米碳管是由石墨中一层(单壁),或若干层碳原子(多壁)卷曲而成的管状纤维,比重只有钢的1/6,而强度却是钢的100倍,若连接成绳索,并不会被自身重量所拉断,管内可以充填其他物质或吸收氢气,也可以用来发射电子,运用于二极体。1997年由NortheasternUniversityBoston合成的纳米碳管,据称可以储存相当自身重量70%的氢气,但因制造资料没有公布出来而广受质疑。燃料电池用的纳米碳管只有10纳米宽,使得电池体积可缩小至普通电池的1/16,却是目前世界上超大级功率的电池。现在的电动汽车使用普通电池,充电一次可跑144km,且产品寿命只能充电200次,而纳米碳素纤维电池充电一次至少可以跑4000km,且可充电1200次以上。
以混有碳素纤维和玻璃纤维的树脂,来制造移动电话、个人数位助理等携带式资讯器材机壳材料,以取代镁材质之机壳,已是电子产品新趋势之一。而最先利用碳纤维材料于笔记本电脑机壳上的是IBM公司的ThinkPad600、570、240与A20,其资料显示,碳纤维强韧性是铝镁合金的两倍,且散热效果良好。
预测未来10年碳纤维的需求量将持续增加,工业用与运动休闲用领域依然为市场主流,而呈两极化发展的碳纤维产品中(高弹性率产品及高强力产品),以高强力纤维的成长较为看好。但由于厂商间竞争激烈,低价格化已成趋势。
碳纤维产品国外市场概况
世界碳纤维的主要生产商为日本的东丽、东邦人造丝、三菱人造丝三大集团,以及美国的卓尔泰克(ZOLTEK)、阿克苏(AKZO)、阿尔迪拉(ALDILI)和德国的SGL公司等。其中日本三大集团占世界碳纤维生产能力的75%。世界CT型碳纤维总生产能力为22100t/a,LT型碳纤维总生产能力为9550t/a,实际生产量约为7000t/a。
当前世界上PAN基炭纤维正处于迅速增长的发展期,产品性能趋向于高性能化,T700S加快取代T300作通用级碳纤维;产量增加较快,1996年~2000年增长48.1%;航天航空和体育用品用量增加稳定,民用工业用量增幅较大,已超过前两者,特别是随着大丝束碳纤维的大规模生产,价格的降低,民用工业需求增加迅猛。
日本东丽、东邦人造丝和三菱人造丝公司的小丝束碳纤维产量占世界总产量的75%左右,而这3个公司发表的专利也相当多。例如,东丽公司目前生产的碳纤维T1000,抗拉强度最高(7.02GPa)、单丝直径最细(5.3滋m),可代表世界先进水平,但该公司最新专利报道,其实验室已研制出新一代碳纤维,抗拉强度已达到9.03GPa,比T1000提高了28.6%;单丝直径降到3.2滋m,比T1000细了39.6%。同时,该公司还开发截面形状为三叶形的PAN原丝及碳纤维,以拓宽其用途。
碳纤维的起源
1880年,美国发明家爱迪生首先将竹子纤维碳化成丝,作为电灯泡内发光灯丝,开启了碳纤维(CarbonFiber,简称CF)的先河。碳纤维用于结构材料的首创者,则以美国UnionCarbide公司(U.C.C.)为代表,于1959年以螺距纤维为原料,经过数千百度的高温碳化后,得到弹性率约40GPa,强度约为0.7GPa的碳纤维;1965年该公司又用相同原料于3000℃高温下延伸,开发出丝状高弹性石墨化纤维,弹性率约500GPa,强度约为2.8GPa。
1961年,日本大阪工业技术试验所进藤召男博士,以Polyacrylonitrile(简称PAN)聚丙烯腈为原料,经过氧化与数千度的碳化工序后,得到弹性率为
160GPa、强度为0.7GPa的碳纤维。
1962年,日本碳化公司(NipponCarbonCo.)用PAN为原料,制得低弹性系数(L.M.)碳纤维。东丽公司亦以PAN纤维为原料,开发了高强度CF,弹性率约为230GPa,强度约为2.8GPa,并于1966年起达到每月量产1吨的规模,与此同时他们还开发了碳化温度2000℃以上的高弹性率CF,弹性率约400GPa,强度约为2.0GPa。PAN系碳纤维产量于1992年已达6500吨/年,至2000年已超过1万t/a以上。
虽然碳纤维需求量逐渐扩大,但于1991年冷战结束后,军事用途使用量萎缩,又因经济萧条,供需失去平衡,产业受到冲击。然而,美国波音公司新锐机型B777的生产,加上土木、建筑、汽车与复合材料应用领域的扩大,使得碳纤维产业逐渐缓步成长。
碳纤维的种类
经高温处理后,其含碳量超过90%以上的纤维材料,称之为碳纤维。碳纤维的分类有许多方法,可依原料、性能、形态来进行分类。若依原料可分为聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)系碳纤维;沥青(Pitch)系碳纤维。其中聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)系碳纤维具有高强度、高弹性率的性质,在航空器材、体育、休闲娱乐等领域大范围使用。沥青(Pitch)系碳纤维具有的高弹性模量、高导热性等特性是聚丙烯腈系碳纤维所达不到的,通常以长纤维形态被利用。由于沥青系碳纤维为高模量级纤维,比弹性模量显著优良,故适合于支配刚性结构物轻量化并赋予其结构刚性。另外,沥青系碳纤维具有高导热性、低电阻、低热线性膨胀率及化学稳定性好等特性。
依机械性能可分为超高弹性率碳纤维(UHM类型),弹性率600GPa以上,强度2500MPa以上;高弹性率碳纤维(HM类型),弹性率350GPa~600GPa,强度2500MPa以上;中弹性率碳纤维(IM类型),弹性率280GPa~350GPa,强度3500MPa以上;标准弹性率类型碳纤维(HT类型),弹性率200GPa~280GPa,强度2500MPa以上;低弹性率碳纤维(LM类型),弹性率200GPa以下,强度3500MPa以下。
碳纤维特点及性质
碳纤维呈黑色,坚硬,具有强度高、重量轻等特点,是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在35000MPa以上,是钢的7.9倍,抗拉弹性模量为230000MPa~430000MPa,高于钢。因此CFRP的比强度,即材料的强度与其密度之比可达到20000MPa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为590MPa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。材料的比强度愈高,构件自重愈小;比模量愈高,构件的刚度愈大。从这个意义上已预示了碳纤维在工程上的广阔应用前景。纵观多种新兴复合材料,如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料的优异性能,众多专家预料,人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。
PAN碳纤维及其复合材料具有以下特征(其中括号内为碳纤维的纤维轴方向的特征):(1)机械特性,与金属相比,密度小,质轻;模量高,高刚性;强度高;疲劳强度高;耐磨耗性、润滑性优良;振动衰减性优良;(2)耐热性、安定性,热膨胀系数小,尺寸稳定性好;具有导热性;在惰性气体中耐热性优良;(3)电传导及电磁波屏蔽性,具有导电性;具有电磁波屏蔽性;(4)X射线透过性优良;属多种导性材料,针对其目的可设计出适当的结构体。
PAN碳纤维及其复合材料具有以下特征(其中括号内为碳纤维的纤维轴方向的特征):(1)机械特性,与金属相比,密度小,质轻;模量高,高刚性;强度高;疲劳强度高;耐磨耗性、润滑性优良;振动衰减性优良;(2)耐热性、安定性,热膨胀系数小,尺寸稳定性好;具有导热性;在惰性气体中耐热性优良;(3)电传导及电磁波屏蔽性,具有导电性;具有电磁波屏蔽性;(4)X射线透过性优良;属多种导性材料,针对其目的可设计出适当的结构体。
2007年,日本主要碳纤维生产商东丽公司与日产汽车等企业联手开发出了使用碳纤维的尖端材料,可大幅减轻汽车主要部件,如底盘的重量。新技术可使汽车整体重量减轻1成,提高燃效性能4%~5%。另外,耐冲击性可达到原来的1.5倍。这些厂家计划3年后在市售车上应用此新技术。在全球为减排温室气体而强化燃效规定的背景下,这一新技术有望加快以钢铁为主的汽车原材料的转变。
2007年,日本主要碳纤维生产商东丽公司与日产汽车等企业联手开发出了使用碳纤维的尖端材料,可大幅减轻汽车主要部件,如底盘的重量。新技术可使汽车整体重量减轻1成,提高燃效性能4%~5%。另外,耐冲击性可达到原来的1.5倍。这些厂家计划3年后在市售车上应用此新技术。在全球为减排温室气体而强化燃效规定的背景下,这一新技术有望加快以钢铁为主的汽车原材料的转变。
底盘是汽车底部的骨架,是与发动机等同等重要的基础部件。此前,曾在将发动机的动力传导给车轮的传动轴上采用过碳纤维。如果新技术达到实用水平,则是首次在汽车主要部件上采用碳纤维。以高级乘用车为例,目前的钢铁底盘重量约达300kg,如果改用碳纤维与树脂合成的碳纤维强化塑料,则可降低到150kg左右,1.5t左右的汽车总重量由此可减轻1成。另外,在发生碰撞事故时,底盘会发生变形,从而吸收冲击力。假定在时速60km下发生碰撞事故,底盘的能量吸收量可提高到1.5倍,从而可减轻人体所受的冲击。
碳纤维的应用
碳纤维是含碳量高于90%的纤维的总称,因含碳量高而得名。碳纤维既具有元素碳的各种优良性能,如比重小、耐热、耐热冲击,耐化学腐蚀和导电等,又有纤维的可绕性和优异的力学性能。特别是它的比强度和比模量高,在绝氧条件下,可耐2000℃的高温,是一种重要的工业用纤维材料,适用于作增强复合材料、烧蚀材料和绝热材料。它是20世纪60年代初发展起来的一种新型材料,现已成为现代社会不可缺少的一种新颖材料。
休闲产品中,最早应用PAN碳纤维的是钓鱼竿。现在世界上碳纤维钓鱼竿的年生产量为1200万根左右,相当于碳纤维用量约1200吨。碳纤维在高尔夫球杆的应用是于1972年开始的,现在世界上碳纤维高尔夫球杆的年生产量约4000万根左右,相当于2000吨碳纤维的用量。网球拍的应用是从1974年开始的,目前世界上年生产碳纤维球拍约450万个,需碳纤维用量约500吨。在其他方面,碳纤维还广泛应用于滑雪板、雪船、滑雪杆、棒球棒、公路赛以及船舶类体育用品。
人们认识到了碳纤维轻量化、耐疲劳性和耐腐蚀性等性能,因而开始广泛应用于航空航天行业。在宇航领域,由于高模量碳纤维的轻量性(刚性)、尺寸稳定性的导热性,早已应用于人造卫星等方面,近年来已开始应用于铱星等通信卫星。
造型复合物主要是以短纤维的形式混入用于热塑性树脂中,由于具有补强、抗静电、电磁波屏蔽效果,可广泛应用于家用电器、办公室机器、半导体及其相关领域。
压力容器主要用在压缩(CHG)罐和消防员用的空气呼吸器,包括用CF长丝缠绕所生产的所有罐类。其他燃料容器,如CNG罐,若采用以往的金属制造是很重的,为了使其运行距离加长,必须轻量化。因此,采用金属加上纤维缠绕或塑料衬里的全复合材料容器正进行实用化生产应用。空气呼吸器是去年在美国受到DOT认定的CF制品,今后其市场需求将急剧增长。
近几年在土木建筑领域,靠碳纤维进行抗震补修和补强的施工法,在日本得到划时代的普及。以阪神大震灾为开端的抗震补强,以及伴随着与施工时相比,因交通量和积载量等大幅度增加而造成的劣化所进行的道路桥梁等补强,都开始渗透碳纤维片材的施工法。这种施工法是将单向排列的碳纤维片材或织物状材料,用常温固化型的环氧树脂贴服于结构物表面而进行的补修与补强。公路桥的地面、横梁、建筑物和梁、构架以及烟筒等的弯曲补强中,碳纤维的模量变得格外重要。
除前文所述日本东丽在汽车领域中的大幅研制与应用外,近年来以欧洲为中心,在渡轮、大型快艇和其他舟艇类方面,碳纤维的市场需求量正在增长。
在能源及相关领域,包括风力发电机叶片、燃料电池电极、飞轮等用途,碳纤维的成长趋势更是强劲。虽然风力发电用途目前尚待进一步推广,但这些应用领域都能充分发挥碳纤维的特长。
碳纤维的应用,除涉及到以往X射线医疗器械、电子器械等相关领域(除浓缩铀的旋转筒外)、各种机械部件、电器部件、伞类骨架、头盔等与生活相关的用品,以及卡车的构架、车辆的结构体、冷冻箱、家用电梯等新项目。
[:a9:] 科普贴阿
除了贵以外都是优点。
这个太重要了,很多关键的东西都卡在材料上。
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年产200吨CCF-3高性能碳纤维项目 參考日本拿出T800 T1000時間間距
的確是進步快阿 國產第5代戰鬥機應該會用T1000來做喔
的確是進步快阿 國產第5代戰鬥機應該會用T1000來做喔
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具体在哪些方面应用啊?
哈哈.90年代初.本王刚工作就在化纤厂.当时就知道了强大的东丽公司,
快20年了.还是牛头,,小日本,不简单.
不过这东西应该跟生产工艺有关,设备并不占主导.
快20年了.还是牛头,,小日本,不简单.
不过这东西应该跟生产工艺有关,设备并不占主导.
坛里的GDH们谁也去投资一把搞出点好东西啊。
原帖由 taoweihust 于 2009-1-6 18:15 发表
具体在哪些方面应用啊?
哪儿都能用!
这玩意就跟CVD合成石英玻璃一样
过程控制太关键了,参数啊参数....
过程控制太关键了,参数啊参数....
在硅谷新材料公司,刘永瑞部长一行参观了年产200吨CCF-3碳纤维生产线项目,详细询问了企业生产规模、发展重点、前景规划等情况,并对民营企业致力国防建设这一做法表示高度赞赏。他鼓励企业要抓住当前省市支持民营企业发展的新机遇,不断改进完善生产工艺,加快高层次产品研发,努力打造本土品牌,尽快实现规模化、效益化、产业化。
T800 及以上才军用.....
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这个消息太让我高兴了!
在科研院校中突破了CCF-3(T700级)碳纤维的实验室吨级制备技术,基本达到CCF-3技术指标;建立了面向全国的公用测试平台。在专项的支撑下,目前已建设了年产1吨、10吨、25吨实验线和中试生产线共计五条,在建和进入经济规模工程设计的百吨级和千吨级工业生产线共计四条,投入的社会资金超过10亿元。在工业规模25吨生产线上,制备出CCF-1级碳纤维已开始向国防单位批量供货。全面完成了“碳纤维专项”的“十五”战略目标。另外,国家自然科学基金委重点项目(600万元)支持了碳纤维相关问题的探索性研究。
按照863新材料领域“十一五”战略规划,科技部将适时启动“高性能纤维及复合材料应用”专项工作;同时,科技部重大基础研究计划(973)针对碳纤维基础科学问题予以了高度的关注,相关973课题已在论证过程之中。2006年国防科工委部署了科研单位为主的PAN碳纤维国产化及其碳纤维复合材料航天领域应用工作;总装备部部署了西安航空企业开展国产PAN碳纤维复合材料在航空器中的应用工作。
碳纤维材料现阶段的研究开发,需要国家各个计划的相互衔接,需要突出重点、加强企业与研究单位的合作及研究单位间的强强合作。在管理上,还应采取“十五”863专项专家独立测评等有序竞争的规则。“十一五”期间,我们将依上述指导原则组织碳纤维的研究开发工作,力争集中优势资源,在系列化高性能碳纤维的制备和关键应用技术等方面取得更大的突破。
感谢你们对科技计划管理工作的关心和支持。
科学技术部
二OO六年六月五日
按照863新材料领域“十一五”战略规划,科技部将适时启动“高性能纤维及复合材料应用”专项工作;同时,科技部重大基础研究计划(973)针对碳纤维基础科学问题予以了高度的关注,相关973课题已在论证过程之中。2006年国防科工委部署了科研单位为主的PAN碳纤维国产化及其碳纤维复合材料航天领域应用工作;总装备部部署了西安航空企业开展国产PAN碳纤维复合材料在航空器中的应用工作。
碳纤维材料现阶段的研究开发,需要国家各个计划的相互衔接,需要突出重点、加强企业与研究单位的合作及研究单位间的强强合作。在管理上,还应采取“十五”863专项专家独立测评等有序竞争的规则。“十一五”期间,我们将依上述指导原则组织碳纤维的研究开发工作,力争集中优势资源,在系列化高性能碳纤维的制备和关键应用技术等方面取得更大的突破。
感谢你们对科技计划管理工作的关心和支持。
科学技术部
二OO六年六月五日
实现了高强中模PAN原丝和碳纤维制备领域的跨越式发展,具备了完成“干湿法纺丝制备CCF-3型聚丙烯腈碳纤维及原丝(3-12K)10-50吨/年工程化技术开发”的研究以及碳纤维产业化的技术和设备基础。而成绩的得来是来之不易的。
纸板箱子当床,泡沫当枕头,军大衣当被子,累了就倒头睡一下,饿了就弄点饼干或方便面……杨永岗说,当年他们的实验室就在中科院山西煤化所的一排简陋的临时移动房内,屋外下大雨,屋内就下小雨,窗玻璃也几乎破了一半。有几次实验室的顶棚塌陷了,自己又不得不用雨布再搭起来。而当时所有设备的图纸、布置也都是自己和团队成员一笔一笔画出来的。但就是在这样一个环境和设备最差的实验室里却建成了国内第一条真正意义的干喷湿纺聚丙烯腈碳纤维原丝纺丝线。能在如此简陋的实验室制备出了当时中国最高品质的碳纤维,这连863专家都难以置信,国家863专家组组长徐坚检查工作时看到眼前的情形,动情地说:“看到这一切,真想落泪!......”。
“那段时间,我是我们课题项目组最大的‘杨白劳’,欠了一屁股的债,而我们团队每个成员都只能拿到基本工资,日子过得相当的苦。”由于过度劳累,曾有一次还晕倒在了去北京的路上。对于自建的纺丝线的设备加工,最初有些加工厂觉得活太小、没有利润,都不愿意做。但长时间接触下来,都被老杨的精神所感动。最后不但做了,还只收成本价。是什么让他这样忘我地工作?是什么让他这样地持之以恒?杨永岗说:“心有多大,事情就能做多大。人生的机遇不多,但既然国家赋予我们这一代人碳纤维国产化的光荣历史使命,我们就得竭尽所能。而且我们团队的每个人都坚信:这事大家肯定能干成且能干好。”正是有了这股子的闯劲和自信,杨永岗和他的团队才能在最艰难的环境下创造出了最让人难以置信的成绩。
带着同一个梦想、同一个事业,杨永岗和他的团队来到了常州。2008年4月,中简科技发展有限公司在常州高新区滨江工业园注册成立,注册资金1.44亿元。而此时“十一五”863计划重点项目“干湿法纺丝制备CCF-3型聚丙烯腈碳纤维及原丝(3-12K)10-50吨/年工程化技术开发(课题编号2007AA030401)”任务也落到了中简科技发展有限公司。目前,企业正在筹建阶段,预期明年6月起项目就将进入工程化技术调试阶段,争取在三个月内调试好,尽早向国家、向科技部交出一份满意的答卷。
从一排简陋的临时移动房到目前一期80亩地的标准厂房,从实验室的研究员到一家企业的总经理,环境变了,但老杨的“野心”没变,他说,他要把他的企业做成国内一流、国际先进的高性能聚丙烯腈碳纤维科研基地和产业基地。碳纤维国产化的使命承载了几代科研人员的心血,这一天不会太远了!
纸板箱子当床,泡沫当枕头,军大衣当被子,累了就倒头睡一下,饿了就弄点饼干或方便面……杨永岗说,当年他们的实验室就在中科院山西煤化所的一排简陋的临时移动房内,屋外下大雨,屋内就下小雨,窗玻璃也几乎破了一半。有几次实验室的顶棚塌陷了,自己又不得不用雨布再搭起来。而当时所有设备的图纸、布置也都是自己和团队成员一笔一笔画出来的。但就是在这样一个环境和设备最差的实验室里却建成了国内第一条真正意义的干喷湿纺聚丙烯腈碳纤维原丝纺丝线。能在如此简陋的实验室制备出了当时中国最高品质的碳纤维,这连863专家都难以置信,国家863专家组组长徐坚检查工作时看到眼前的情形,动情地说:“看到这一切,真想落泪!......”。
“那段时间,我是我们课题项目组最大的‘杨白劳’,欠了一屁股的债,而我们团队每个成员都只能拿到基本工资,日子过得相当的苦。”由于过度劳累,曾有一次还晕倒在了去北京的路上。对于自建的纺丝线的设备加工,最初有些加工厂觉得活太小、没有利润,都不愿意做。但长时间接触下来,都被老杨的精神所感动。最后不但做了,还只收成本价。是什么让他这样忘我地工作?是什么让他这样地持之以恒?杨永岗说:“心有多大,事情就能做多大。人生的机遇不多,但既然国家赋予我们这一代人碳纤维国产化的光荣历史使命,我们就得竭尽所能。而且我们团队的每个人都坚信:这事大家肯定能干成且能干好。”正是有了这股子的闯劲和自信,杨永岗和他的团队才能在最艰难的环境下创造出了最让人难以置信的成绩。
带着同一个梦想、同一个事业,杨永岗和他的团队来到了常州。2008年4月,中简科技发展有限公司在常州高新区滨江工业园注册成立,注册资金1.44亿元。而此时“十一五”863计划重点项目“干湿法纺丝制备CCF-3型聚丙烯腈碳纤维及原丝(3-12K)10-50吨/年工程化技术开发(课题编号2007AA030401)”任务也落到了中简科技发展有限公司。目前,企业正在筹建阶段,预期明年6月起项目就将进入工程化技术调试阶段,争取在三个月内调试好,尽早向国家、向科技部交出一份满意的答卷。
从一排简陋的临时移动房到目前一期80亩地的标准厂房,从实验室的研究员到一家企业的总经理,环境变了,但老杨的“野心”没变,他说,他要把他的企业做成国内一流、国际先进的高性能聚丙烯腈碳纤维科研基地和产业基地。碳纤维国产化的使命承载了几代科研人员的心血,这一天不会太远了!
实现国产CCF-4高强中模碳纤维和CCFM-2高强高模碳纤维吨级技术,开发出支撑更高性能碳纤维单元技术。
在碳纤维复合材料与应用技术方面,掌握高性能碳纤维的复合材料制备、性能评价和应用技术;建立相应的基础数据库;完成航天航空原理性试验件的应用开发,争取实现航空航天1~2个典型构件地面功能性考核,在国防武器装备上得到初步应用;实现压力容器、采油抽油杆、风力发电叶片和基础设施上国产碳纤维复合材料制品的规模化应用。到2020年实现产值500亿元。
威海山东省碳纤维制造产业基地建成后,我市将成为我国碳纤维领域人才、技术和产业的集聚区,对于突破国际封锁、实现区域经济跨越式发展意义深远,并将推动和带动全省乃至全国碳纤维相关产业的发展。
在碳纤维复合材料与应用技术方面,掌握高性能碳纤维的复合材料制备、性能评价和应用技术;建立相应的基础数据库;完成航天航空原理性试验件的应用开发,争取实现航空航天1~2个典型构件地面功能性考核,在国防武器装备上得到初步应用;实现压力容器、采油抽油杆、风力发电叶片和基础设施上国产碳纤维复合材料制品的规模化应用。到2020年实现产值500亿元。
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继续努力,争取让一切高端白菜化:victory: :D
是个好消息 民用的赛车 摩托艇上用的很多~~~!!!:o