碳纤维应用领域有哪些？2020碳纤维材料市场前景及需求规模预测

碳纤维(简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，是新一代增强纤维。　碳纤维是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。

碳纤维相比传统玻璃纤维有什么优势

碳纤维与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。

碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

碳纤维分类

碳纤维按原料来源可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维;按性能可分为通用型、高强型、中模高强型、高模型和超高模型碳纤维;按状态分为长丝、短纤维和短切纤维。

按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为1000兆帕、模量为100G帕左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000兆帕、模量250G帕)和高模型(模量300G帕以上)。强度大于4000兆帕的又称为超高强型;模量大于450G帕的称为超高模型。

碳纤维应用领域有哪些?

碳纤维除了应用在航空航天等高技术领域外，还可用在文体用品、纺织机械、医疗器械生物工程和运输车辆等方面。目前，碳纤维材料在高速列车上的应用还有一定的局限性，大多数产品仍处于研究开发阶段，仅部分产品得到实际应用，因此，应用前景非常广泛。

碳纤维复合材料具有质量轻，强度高的特性，活跃在各种各样的用途上。包括用于追求轻且易用的高性能体育用品、追求在宇宙飞行用的轻量且高性能材料的航空航天飞行器，以及压力容器、汽车、风车、船舶、土木建筑等各种各样的一般产业用途。就需求结构而言，碳纤维材料总量一半以上应用在工业领域，风电叶片领域应用占比24%，航空航天领域应用占比23%，体育休闲领域占比15%，汽车工业领域占比12%，四者总计占比74%。其中，体育休闲用品所消耗的碳纤维呈逐年下降之势。

东丽，东邦以及三菱等三家日本企业垄断着市场的绝大多数份额，并借此机会向中国高价出售，而用于航天工业的更高端的高模M系列小丝束碳纤维技术以及产品则更是被严格禁止进入中国。最近，国内碳纤维领域传来了好消息，精功集团有限公司研制的有效幅宽1米碳纤维微波石墨化生产线取得了重大突破，可以将常规碳丝微波石墨化处理，从而提高百分之十五的模量以及强度，最终产出T800以上品质的产品。

中国碳纤维行业发展现状分析

中国对碳纤维的研究开始于20世纪60年代，80年代开始研究高强型碳纤维。多年来进展缓慢，但也取得了一定成绩。进入21世纪以来发展较快，安徽率先引进了500吨每年原丝、200吨每年PAN基碳纤维，使中国碳纤维工业进入了产业化。随后一些地方相继加入碳纤维生产行列。

从2000年开始中国碳纤维向技术多元化发展，放弃了原来的硝酸法原丝制造技术，采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术获得成功。利用自主技术研制的少数国产T700碳纤维产品已经达到国际同类产品水平。随着中国对碳纤维的需求量日益增长，碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持。2005年全球碳纤维市场仅为9亿美元，而2013年达到100亿美元，预计到2022年有望达到400亿美元，碳纤维复合材料的应用也将进入全新的时代。中国碳纤维产业化采取自主开发和引进相结合的道路，到"十一五"末期基本实现了相当于日本T300的国产碳纤维规模生产线，并且有一些企业已形成了T700以上水平的百吨生产线。

2011年中国碳纤维市场规模达到6811吨，然而，受供应不足的影响，国内碳纤维市场发展相对较为缓慢，预计未来几年，随着供应量的提升，中国碳纤维行业的需求量也将保持着较快速度的增长。

中国高性能碳纤维都依赖进口，日本的碳纤维产量更是占全球市场份额的60%。2016年2月15日，中国突破日本管制封锁研制出高性能碳纤维。

2018年2月，中国完全自主研发的第一条百吨级T1000碳纤维生产线在江苏连云港开发区实现投产且运行平稳，标志着我国高性能碳纤维再上一个新台阶，迈入了向更高品质发展的新时代。

2020年碳纤维行业前景及规模预测

中国碳纤维需求量一直维持稳步上升趋势，2018年国内碳纤维市场需求为3.1万吨，同比增长32%，在中国碳纤维行业发展过程中，国家给予了大力支持，极大地促进了碳纤维行业发展。企业和投资机构也纷纷看好碳纤维行业的发展前景，各路资本的大量涌入，为碳纤维行业带来了刺激效应，使其呈现出前所未有的新热点和新动态。同时，碳纤维行业应用领域广阔，其并购需求和活跃度也十分明显。

预计到2020年国内碳纤维的需求将达33000吨，国内对应碳纤维材料市场规模增长至727亿元。

目前，全国投入运营线路54条，总里程超过1.9万公里，在线运营动车组2122组(时速350公里1313组，时速250公里809组)，预计2020年，建成3万公里，列车总量超过3500组。随着印尼、泰国、俄罗斯等国家高速列车项目的陆续启动，高速列车市场进入新一轮快速发展期，巨大的市场需求为轨道交通技术的进步和新技术、新材料的推广应用提供了良好契机。碳纤维的强度高达3600MPa，耐高温上千摄氏度，不惧酸碱盐等化学物质的腐蚀，安全性高、使用寿命长。碳纤维在高铁中，可用作高速列车的车身结构、内饰、承重结构件或其它零部件。比起其它的列车材料，机械强度提高了35%，抗冲击强度提高了20%。纤维复合材料在高速列车领域的成熟运用将提高轨道车辆的综合性能指标，并有望系统解决金属材料应用领域常见的轻量化、环境适应性等问题。

预计未来年复合增长率为12%，在2020年国内市场需求将达到3.89万吨。

碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。

随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。中研普华利用多种独创的信息处理技术，对碳纤维行业市场海量的数据进行采集、整理、加工、分析、传递，最大限度地降低客户投资风险与经营成本，把握投资机遇，提高企业竞争力。了解更多专业详细分析，请关注中研普华研究院报告《2020-2025年碳纤维行业市场深度分析及发展策略研究报告》