碳纤维复合材料的特性
重量轻、强度高和耐化学腐蚀——CFRP复合材料尽管重量轻,然而相比于玻璃纤维复合材料,每单位重量的CFRP复合材料却具有更高的强度和更大的硬度。而与金属材料相比时,这一优势则更加突出。例如,经验告诉我们,CFRP材料相比于钢材,在等强度条件下,其重量只有钢的1/5。可以想像为什么所有汽车制造企业都在研究使用碳纤维来代替钢材,从而提高其产品性能。
当CFRP复合材料与铝,质量*轻的金属之一,相比较时,根据基本假设,等强度的铝材其重量约为碳纤维体的1.5倍。
成本高——尽管CFRP复合材料性能优异,为什么碳纤维没有**地应用于产品生产呢?目前,CFRP复合材料生产成本过高。根据当前的市场情况(供给和需求),碳纤维的种类(航天VS商品级),纤维束的大小不同,纤维的价格也判若云泥。
每磅碳纤维原材料的价格,可达5-25倍玻璃纤维价格不等。而相比于钢材,CFRP材料的高成本性就更加突出了。
导电性——这既可以作为碳纤维复合材料的优势,也可能成为实际应用中的一个缺陷。碳纤维导电性极强,而玻璃纤维是绝缘的。许多产品使用玻璃纤维,而不能用碳纤维或金属替代,是因为其要求具备严格的绝缘性。
碳纤维复合材料行业产业链的上游是碳纤维增强材料行业、树脂等基体材料行业;中游为碳纤维复合材料生产行业;行业下游为碳纤维复合材料主要应用行业,包括航空航天、体育设施、汽车风电等领域。
中国碳纤维复合材料行业发展较为缓慢,一方面是由于受上游原料供应的影响,中国碳纤维原丝生产技术较为落后,致使中国原丝产量有限且品质较低,碳纤维复合材料的发展长期受到制约;另一方面,中国碳纤维复合材料目前在关键技术领域尚未取得突破,技术仍有较大的提升空间。因此,碳纤维复合材料行业中游的发展对上**业依赖性较高,中游产业的议价能力较弱。碳纤维复合材料生产企业的产能普遍较小,生产中的规模化效应较弱,在整个碳纤维复合材料产业中话语权较轻。
长期以来,碳纤维复合材料类零部件的生产主要以小批量的单件生产为主,因此在生产流程中容易出现产品质量合格率低、制造成本高和生产效率低等问题。在碳纤维复合材料应用要求提高和需求量增加的发展背景下,碳纤维机械化及其自动化制造技术不断升级,行业加大了相关设备的改造和引进进程,中国在碳纤维复合材料生产制备领域已经逐步形成了规模化生产的能力,这一制造设备升级趋势将直接促进碳纤维复合材料产业化。
—来源《中国碳纤维复合材料行业概览》
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