碳纤维的比重不到钢的1/4，强度却是钢的7~9倍，且耐侵蚀才力超强，被称为“黑黄金”“新质料之王”。棒球棒、网球拍、自行车、汽车、风电叶片、飞机、运载火箭……碳纤维的利用限度极端通常。

　　近年来，国度出台多项战略鼓励碳纤维家形成长。2019年11月，工信部将利用于航空航天、轨道交通、海工、风电设备、压力容器等周围的高强型、高强中模子、高模子等碳纤维列入环节战术质料；2021年3月颁布的《中华群多共和国国民经济和社会生长第十四个五年筹备和2035年前景方针提要》提出，加紧碳纤维等高职能纤维及复合质料的研发利用。2024年1月，工信部、科技部、国务院国资委等七部分结合颁布的《合于胀动异日家产立异生长的实行偏见》昭着，生长高职能碳纤维等环节战术质料。

　　碳纤维（carbon fiber，简称CF），是由聚丙烯腈（或沥青、粘胶）等有机纤维正在高温境遇下裂解碳化酿成的含碳量高于90%的碳主链布局无机纤维，是目前量产高职能纤维中比强度和比模量最高的纤维，通常利用于航空航天、轨道交通、船舶车辆、新能源等周围。

　　幼丝束：碳纤维丝束规格低于24K，单丝数目正在1000~24000根之间；要紧利用于国防军工等高科技周围，以及体育息闲用品，如飞机、导弹、火箭、卫星和渔具、高尔夫球杆、网球拍等周围。

　　大丝束：碳纤维丝束规格到达或赶上48K，单丝数目赶上48000根，包含48K、60K、80K等，要紧利用于工业，包含纺织、医药卫生、机电、土木修筑、交通运输和能源等周围。

　　碳纤维生长历经多个阶段。1971年至1985年，碳纤维进入“教育期”，日本东丽公司率先杀青工业周围分娩，利用于钓竿、高尔夫球杆。随后，碳纤维正在航空航天周围崭露头角，利用于波音飞机次承力部件。至上世纪90年代初，墟市进入“匍匐期”，正在体育工具及航空航天周围利用。1990年至1995年，航空墟市萧条，碳纤维墟市生长放缓，进入“蹒跚学步期”。1996年至2002年，跟着民用航空墟市苏醒，受碳纤维正在波音B777主承力布局利用胀动，墟市进入“走步期”。2003年至2022年，碳纤维墟市迎来“跑步期”，以波音B787和空客A320复材飞机安放为记号，碳纤维利用比例大幅晋升。同时，风电等工业利用兴起，碳纤维墟市预测销量大幅降低，但2023年墟市实质体现未达预期。

　　2023年，环球碳纤维产能增进至29.0万吨/年，比2022年的25.9万吨/年增进12.3%。这要紧得益于中国、韩国及土耳其等国度的新增产能孝敬。目前，环球要紧的碳纤维分娩企业包含东丽/卓尔泰克、吉林化纤、中复神鹰、赫氏、东国/帝人、三菱丽阳、西格里、新创碳谷、宝旌、韩国晓星和上海石化等。

　　正在高职能幼丝束周围，东丽/卓尔泰克、东国/帝人等正在产能周围和产物职能上有必然上风，我国以光威复材、中简科技及太钢钢科等为代表的企业近几年也博得了较大的打破。正在低本钱大丝束周围，东丽/卓尔泰克、三菱丽阳和西格里三大筑造商处于全国当先职位，我国吉林化纤、上海石化、宝旌等企业，正在产能周围上已与国皮毛当。

　　2023年，环球碳纤维墟市需求量为11.5万吨，比上年低重了14.8%，要紧来由是风电周围墟市增添倒霉，异日跟着碳纤维正在风电、新能源车和无人机等周围增添，碳纤维需求量将保留神速增进。

　　国内碳纤维从业者要紧分为三大类：一是潜心于低本钱大丝束碳纤维的分娩与研发；二是戮力于高职能幼丝束碳纤维的筑造与立异；三是兼具上述类型特征，杀青低本钱与高职能双重上风。

　　吉林化纤正在2023年达成了5万吨/年原丝的扩产，产能达16万吨/年；碳丝产能填充到4.9万吨/年，全国排名第二。2024年，该公司将筑筑1.5万吨/年干喷湿法原丝及合系碳化筑筑，试图竞赛高职能幼丝束墟市。

　　上海石化已达成2.4万吨/年大丝束原丝及合系的6000吨/年氧化碳化分娩线的筑筑，正正在稳步晋升碳纤维职能，希望正在2024年周围分娩T700职能的48K大丝束碳纤维。固然大丝束碳纤维正在分娩中存正在诸多难点，但正在后续复材及利用中拥有诸多上风。

　　大丝束碳纤维墟市存在务必具备低本钱的原丝分娩工夫，还要对纤维分娩做大幅度低本钱修正立异，更要正在利用上开疆拓土，达成对玻纤复材、塑料及铝合金大家质料的取代。

　　以高职能幼丝束为主的碳纤维从业者，要紧以光威复材、中简科技及太钢钢科为代表，还包含江苏恒神及中复神鹰个别产能、煤化所扬州基地，以及西安康本、河南永煤、中油吉化、吉研高科和吉林神舟等企业。

　　光威复材实行“621”生长战术，即构造碳纤维、通用新质料（预浸料）、能源新质料（碳梁等拉挤产物）、航空前辈复合质料、航天前辈复合质料、紧密设备（碳纤维分娩开发及工装模具）6个生意板块，正在国度工程实践室和国度企业工夫核心两个“产学研用”科研平台引擎的发动下，酿成一条拥有竞赛力的全家产链，确立了正在国度前辈复合质料周围的主导职位，引颈家产高质料生长。

　　中简科技具备高强型ZT7系列（高于T700级）、ZT8系列（T800级）、ZT9系列（T1000/T1100级）和高模子ZM40J（M40J级）石墨纤维工程家产化才力，并已成为国内航空航天周围ZT7系列碳纤维产物的批量安静供应商。

　　太钢钢科潜心于高职能聚丙烯腈基碳纤维及复合质料研发与筑造，目前已筑成3条全流程高职能碳纤维分娩线吨/年。

　　分身低本钱大丝束与高职能幼丝束的碳纤维从业者以中复神鹰、光威复材、江苏恒神、长盛科技、晓星中国等企业为代表。

　　中复神鹰杀青了2.85万吨/年碳纤维产能，2023年头又告示了正在连云港新的3万吨/年扩产安放。光威复材已正在内蒙古筑筑了新的氧化碳化分娩线年杀青分娩。江苏恒神于2022年4月对表告示正在陕西榆林投资筑筑2万吨/年高职能碳纤维分娩基地，包含一条干喷湿纺碳化线及一条大丝束碳化线。

　　环球碳纤维利用墟市体现日益多元化的特征。航空航天、风电叶片和体育息闲是三大中枢利用周围。别的，碳纤维还正在压力容器、混配膜成型、碳碳复材、汽车、船舶和修筑等周围通常利用。

　　正在航空航天周围，碳纤维依据其轻质且高强度的明显特质，已成为飞机、导弹等环节部件的首选质料。环球各大航空筑造商纷纷加大研发力度，戮力于正在碳纤维质料的造备和利用工夫上杀青巨大打破。该周围工夫门槛高、研发加入远大，一朝博得紧急劳绩，将明显晋升产物的墟市竞赛力和占据率。

　　正在风电叶片周围，近年来碳纤维的利用面对少少挑拨，但跟着风电行业兴旺生长及工夫陆续先进，利用远景依旧广漠。繁多碳纤维分娩商主动与风电开发筑造商睁开协作，协同研发更适配风电叶片的碳纤维质料。同时，个别新兴企业也通过工夫立异和本钱掌管战术，力争正在该周围占据墟市份额。

　　体育息闲周围是碳纤维利用的高附加值墟市。跟着消费者对运动工具职能请求日益晋升，碳纤维因其超卓的力学职能和简易特质，渐渐正在体育工具周围攻陷紧急职位。高尔夫球杆、自行车架、钓竿等产物纷纷采用碳纤维质料。正在此周围，竞赛要紧聚焦于产物策画和品牌影响力，或许精准支配墟市趋向、陆续立异的企业更有能够脱颖而出。

　　2023年，正在环球航空航天墟市中，碳纤维利用占比达19.1%，收入孝敬更是高达49.9%，充足印证了航空航天周围对碳纤维的高度需求。正在风电叶片墟市，碳纤维利用占比达17.4%，假使其收入孝敬相对较低，仅占7.9%，但利用仍能够连续增进。正在体育息闲墟市，碳纤维利用占比为16.3%，收入孝敬占12.3%。别的，压力容器、混配膜成型、碳碳复材、汽车、船舶和修筑等周围对碳纤维的需求也正在陆续增进，胀动了碳纤维墟市的稳妥生长。

　　国内正在碳纤维利用周围与环球墟市差别明显。我国碳纤维利用的要紧上风周围包含体育息闲、碳碳复材（耐火保温毡）、修筑及电子电气等。同时，航空航天及压力容器等周围的利用也正正在迅猛生长。然而，正在商用航空这一主力需求周围，我国仍处于起步阶段。正在风电周围，我国与环球墟市的差异依旧明显。跟着新能源、智能交通等周围神速生长，碳纤维正在电动汽车、无人机、轨道交通等周围的利用潜力将进一步开释，展示出广漠的墟市远景。

　　碳纤维依据其高强度、高模量、低密度和良好的耐侵蚀职能等特征，正在航空航天、风电叶片、体育息闲等周围发扬着弗成取代的感化。总体来看，碳纤维的利用墟市体现日益多元化的趋向，差异周围对碳纤维的需乞降依赖水准各异。跟着工夫陆续先进和墟市连续放大，碳纤维的利用周围还将进一步拓宽，为人们的平日存在带来更多便当和能够性。

　　正在深切理会碳纤维正在各周围利用的同时，也应合切其背后的工夫立异与墟市驱开航分。碳纤维之以是能正在多个周围取得通常利用，离不开质料科学的飞速生长及分娩工艺的连续立异。别的，墟市需求的连续增进也为碳纤维家产的生长供应了强健动力。

　　各国当局也纷纷出台合系战略，役使新质料家产的立异生长，胀动碳纤维等高职能质料的研发与利用。这些战略的实行为碳纤维家产的兴旺生长供应了有力支持。

　　与此同时，碳纤维家产的生长也面对着少少挑拨，如分娩本钱较高、接纳再诈欺难度较大等题目。为此，碳纤维研发分娩企业必要进一步加紧工夫研发和家产升级，降低碳纤维的分娩效果、低重本钱，并摸索有用的接纳再诈欺要领，胀动碳纤维家产可连续生长。

　　碳纤维筋，顾名思义，便是由“新质料之王”碳纤维，源委卓殊拉挤工艺，与树脂团结造成的新型布局质料。这种碳纤维复合质料密度惟有钢材的1/7至1/5，自己强度却达钢筋的10至15倍以上。这种形似钢筋、职能又胜过钢筋的碳纤维筋，依据其质料轻、耐侵蚀、抗疲困等上风，通常利用于土木匠程、海洋工程、桥梁工程等周围。它可能吊起一座大桥，也可能用来加固城墙；合用于高原地域，也合用于海洋境遇……

　　碳纤维筋凡是由拉挤工艺成型。拉挤成型是指分娩拥有恒定横截面贯串长度的纤维巩固鸠合物筑造工艺，其工序为将碳纤维从纱架中引出，由导纱板按模口形态将纤维收罗成束，并将其劝导到胶槽树脂浴中。碳纤维有法则地通过胶槽，胶槽中的树脂充足浸润巩固纤维，并通过胶槽内部部件将纤维轮廓浸润的树脂挤压平均，而新进入成型区，即模具。

　　模具前凡是配有预成型模，正在预成型模处多余的树脂被挤出，之新进入加热的成型模具。正在加热的模具中，树脂慢慢升温固化，并按模具形态酿成直径类似的圆形棒材。模具后凡是配有加温的后固化箱，可降低碳纤维筋的固化度和归纳职能。

　　碳纤维筋（索）因拥有轻质料、高强度、耐侵蚀等上风，行动新型前辈土木匠程质料，正在土木匠程中的钻探和利用已有多年的汗青。比拟繁华国度，我国对碳纤维复合质料的钻探起步较晚。国内钻探职员于上世纪末起首碳纤维复合质料正在土木匠程周围的利用钻探，博得一大量立异性的钻探劳绩，已达成FRP（要紧是碳纤维片材）加固工程千余项，成立了远大的经济和社会效益。

　　正在新型土木布局中利用碳纤维复合质料，不单对其职能有更高的请求，并且必要进一步低重本钱。大丝束碳纤维性价比高，是低重碳纤维复合质料本钱的要紧倾向。

　　针对运用单元对高职能碳纤维筋低本钱的请求，上海石化于2022年10月筑成投产国内首套48K大丝束碳纤维世界产化分娩线，一举变动我国大丝束碳纤维完全依赖进口、长远求过于供的形式，有力胀动了国产碳纤维家产跻身全国前线。上海石化陆续晋升48K大丝束碳纤维力学职能，目前所分娩的48K大丝束碳纤维拉伸强度已安静正在4200兆帕以上，拉伸模量亦有必然幅度降低，为高职能碳纤维筋的分娩供应了安静、低本钱的原料。

　　同时，上海石化复合质料研发团队正在拉挤工艺及拉挤开发适配性配套方面举办攻合，降低了大丝束碳纤维的强度发扬率及职能安静性。正在此本原上，上海石化结合中筑八局及国内科研院所，大肆胀动低本钱高职能碳纤维筋正在各利用场景的树模性利用。

　　碳纤维不单拥有较高的力学职能，以其造成的复合质料筋也有优异的耐侵蚀职能。诈欺碳纤维筋取代钢筋巩固混凝土, 不单可能巩固质料满堂的力学职能，并且可能有用耽误其运用寿命，杀青桥梁布局的全人命周期策画。

　　碳纤维筋用作桥梁的预应力筋、体表筋正在海表曾经取得通常运用。国表里利用实例证明，碳纤维筋拥有的多项良好职能，是钢布局预应力筋的潜正在取代选项，正在修筑桥梁上拥有广漠的利用远景。其行动一种新型的复合质料，与现有的钢筋比拟，拥有轻质料、高强度、耐侵蚀等特质，正在桥梁策画、施工，越发是后期的维修加固中拥有钢筋所弗成比较的上风。跟着国度对桥梁耐久性和全人命周期经济性请求日益降低，碳纤维筋质料正在桥梁工程中的利用日益通常。同时，跟着国内碳纤维产能急速增进，碳纤维筋本钱大幅低落，性价比慢慢晋升，将越来越被社会认同，生长远景特别广漠。

　　下一步，咱们将基于现有工夫，开拓热塑性碳纤维筋质料，处置守旧热固性碳纤维筋质料无法正在现场二次加工的困难，酿成新一代全碳纤维筋质料施工工夫。正在后续的墟市胀动经过中，咱们将中心针对临水、临海利用，发扬碳纤维筋的上风，以筋索材及布局件的表面取代守旧钢筋筑材，处置海水腐蚀、远海运输本钱高的题目。