碳纤维的比重不到钢的1/4，强度却是钢的7~9倍，且耐腐化才具超强，被称为“黑黄金”“新资料之王”。棒球棒、网球拍、自行车、汽车、风电叶片、飞机、运载火箭……碳纤维的使用限度很是广大。

　　近年来，国度出台多项计谋煽动碳纤维财富进展。2019年11月，工信部将使用于航空航天、轨道交通、海工、风电设备、压力容器等范围的高强型、高强中模子、高模子等碳纤维列入合头计谋资料；2021年3月宣布的《中华群多共和国国民经济和社会进展第十四个五年策划和2035年前景方针纲目》提出，巩固碳纤维等高本能纤维及复合资料的研发使用。2024年1月，工信部、科技部、国务院国资委等七部分连结宣布的《合于胀动来日财富革新进展的奉行主见》真切，进展高本能碳纤维等合头计谋资料。

　　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情况下裂解碳化造成的含碳量高于90%的碳主链机合无机纤维，是目前量产高本能纤维中比强度和比模量最高的纤维，广大使用于航空航天、轨道交通、船舶车辆、新能源等范围。

　　幼丝束：碳纤维丝束规格低于24K，单丝数目正在1000~24000根之间；首要使用于国防军工等高科技范围，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、网球拍等范围。

　　大丝束：碳纤维丝束规格到达或超越48K，单丝数目超越48000根，网罗48K、60K、80K等，首要使用于工业，网罗纺织、医药卫生、机电、土木修筑、交通运输和能源等范围。

　　碳纤维进展历经多个阶段。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领域分娩，使用于钓竿、高尔夫球杆。随后，碳纤维正在航空航天范围崭露头角，使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范围使用。1990年至1995年，航空墟市萧条，碳纤维墟市进展放缓，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主承力机合使用胀动，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复材飞机布置为记号，碳纤维使用比例大幅提拔。同时，风电等工业使用兴起，碳纤维墟市预测销量大幅普及，但2023年墟市实践涌现未达预期。

　　2023年，环球碳纤维产能伸长至29.0万吨/年，比2022年的25.9万吨/年伸长12.3%。这首要得益于中国、韩国及土耳其等国度的新增产能奉献。目前，环球首要的碳纤维分娩企业网罗东丽/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。

　　正在高本能幼丝束范围，东丽/卓尔泰克、东国/帝人等正在产能领域和产物本能上有肯定上风，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得到了较大的打破。正在低本钱大丝束范围，东丽/卓尔泰克、三菱丽阳和西格里三大成立商处于寰宇当先身分，我国吉林化纤、上海石化、宝旌等企业，正在产能领域上已与国皮毛当。

　　2023年，环球碳纤维墟市需求量为11.5万吨，比上年低落了14.8%，首要理由是风电范围墟市执行倒霉，来日跟着碳纤维正在风电、新能源车和无人机等范围执行，碳纤维需求量将坚持疾捷伸长。

　　国内碳纤维从业者首要分为三大类：一是潜心于低本钱大丝束碳纤维的分娩与研发；二是悉力于高本能幼丝束碳纤维的成立与革新；三是兼具上述类型特色，杀青低本钱与高本能双重上风。

　　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；碳丝产能增进到4.9万吨/年，寰宇排名第二。2024年，该公司将征战1.5万吨/年干喷湿法原丝及合系碳化征战，试图逐鹿高本能幼丝束墟市。

　　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征战，正正在稳步提拔碳纤维本能，希望正在2024年领域分娩T700本能的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，但正在后续复材及使用中拥有诸多上风。

　　大丝束碳纤维墟市糊口必需具备低本钱的原丝分娩技巧，还要对纤维分娩做大幅度低本钱改善革新，更要正在使用上开疆拓土，达成对玻纤复材、塑料及铝合金公共资料的取代。

　　以高本能幼丝束为主的碳纤维从业者，首要以光威复材、中简科技及太钢钢科为代表，还网罗江苏恒神及中复神鹰一面产能、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”进展计谋，即结构碳纤维、通用新资料（预浸料）、能源新资料（碳梁等拉挤产物）、航空优秀复合资料、航天优秀复合资料、严密设备（碳纤维分娩配置及工装模具）6个交易板块，正在国度工程实习室和国度企业技巧中央两个“产学研用”科研平台引擎的启发下，造成一条拥有逐鹿力的全财富链，确立了正在国度优秀复合资料范围的主导身分，引颈财富高质地进展。

　　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）石墨纤维工程财富化才具，并已成为国内航空航天范围ZT7系列碳纤维产物的批量安定供应商。

　　太钢钢科潜心于高本能聚丙烯腈基碳纤维及复合资料研发与成立，目前已修成3条全流程高本能碳纤维分娩线吨/年。

　　分身低本钱大丝束与高本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岁首又发布了正在连云港新的3万吨/年扩产布置。光威复材已正在内蒙古征战了新的氧化碳化分娩线年杀青分娩。江苏恒神于2022年4月对表发布正在陕西榆林投资征战2万吨/年高本能碳纤维分娩基地，网罗一条干喷湿纺碳化线及一条大丝束碳化线。

　　环球碳纤维使用墟市发现日益多元化的特色。航空航天、风电叶片和体育息闲是三大重点使用范围。其它，碳纤维还正在压力容器、混配膜成型、碳碳复材、汽车、船舶和修筑等范围广大使用。

　　正在航空航天范围，碳纤维依据其轻质且高强度的明显个性，已成为飞机、导弹等合头部件的首选资料。环球各大航空成立商纷纷加大研发力度，悉力于正在碳纤维资料的造备和使用技巧上杀青强大打破。该范围技巧门槛高、研发加入强盛，一朝得到紧要成就，将明显提拔产物的墟市逐鹿力和据有率。

　　正在风电叶片范围，近年来碳纤维的使用面对少少挑衅，但跟着风电行业繁荣进展及技巧不息发展，使用远景还是宽敞。稠密碳纤维分娩商主动与风电配置成立商打开合营，合伙研发更适配风电叶片的碳纤维资料。同时，一面新兴企业也通过技巧革新和本钱职掌政策，力争正在该范围据有墟市份额。

　　体育息闲范围是碳纤维使用的高附加值墟市。跟着消费者对运动工具本能央浼日益提拔，碳纤维因其优越的力学本能和轻松个性，渐渐正在体育工具范围攻克紧内身分。高尔夫球杆、自行车架、钓竿等产物纷纷采用碳纤维资料。正在此范围，逐鹿首要聚焦于产物安排和品牌影响力，可以精准左右墟市趋向、不息革新的企业更有可以脱颖而出。

　　2023年，正在环球航空航天墟市中，碳纤维使用占比达19.1%，收入奉献更是高达49.9%，填塞印证了航空航天范围对碳纤维的高度需求。正在风电叶片墟市，碳纤维使用占比达17.4%，纵然其收入奉献相对较低，仅占7.9%，但使用仍可以延续伸长。正在体育息闲墟市，碳纤维使用占比为16.3%，收入奉献占12.3%。其它，压力容器、混配膜成型、碳碳复材、汽车、船舶和修筑等范围对碳纤维的需求也正在不息伸长，胀动了碳纤维墟市的保守进展。

　　国内正在碳纤维使用范围与环球墟市差别明显。我国碳纤维使用的首要上风范围网罗体育息闲、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范围的使用也正正在迅猛进展。然而，正在商用航空这一主力需求范围，我国仍处于起步阶段。正在风电范围，我国与环球墟市的差异还是明显。跟着新能源、智能交通等范围疾捷进展，碳纤维正在电动汽车、无人机、轨道交通等范围的使用潜力将进一步开释，揭示出宽敞的墟市远景。

　　碳纤维依据其高强度、高模量、低密度和优异的耐腐化本能等特色，正在航空航天、风电叶片、体育息闲等范围表现着不行取代的用意。总体来看，碳纤维的使用墟市发现日益多元化的趋向，差异范围对碳纤维的需乞降依赖水平各异。跟着技巧不息发展和墟市延续推广，碳纤维的使用范围还将进一步拓宽，为人们的闲居存在带来更多容易和可以性。

　　正在深远剖判碳纤维正在各范围使用的同时，也应眷注其背后的技巧革新与墟市驱动成分。碳纤维之因而能正在多个范围取得广大使用，离不开资料科学的飞速进展及分娩工艺的延续革新。其它，墟市需求的延续伸长也为碳纤维财富的进展供给了壮健动力。

　　各国当局也纷纷出台合系计谋，激劝新资料财富的革新进展，胀动碳纤维等高本能资料的研发与使用。这些计谋的奉行为碳纤维财富的繁荣进展供给了有力维持。

　　与此同时，碳纤维财富的进展也面对着少少挑衅，如分娩本钱较高、接管再操纵难度较大等题目。为此，碳纤维研发分娩企业须要进一步巩固技巧研发和财富升级，普及碳纤维的分娩出力、低落本钱，并找寻有用的接管再操纵格式，胀动碳纤维财富可延续进展。

　　碳纤维筋，顾名思义，便是由“新资料之王”碳纤维，经历非常拉挤工艺，与树脂团结造成的新型机合资料。这种碳纤维复合资料密度只要钢材的1/7至1/5，本身强度却达钢筋的10至15倍以上。这种形似钢筋、本能又胜过钢筋的碳纤维筋，依据其质地轻、耐腐化、抗疲钝等上风，广大使用于土木匠程、海洋工程、桥梁工程等范围。它可能吊起一座大桥，也可能用来加固城墙；实用于高原地域，也实用于海洋情况……

　　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一连长度的纤维巩固集合物成立工艺，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搜集成束，并将其劝导到胶槽树脂浴中。碳纤维有秩序地通过胶槽，胶槽中的树脂填塞浸润巩固纤维，并通过胶槽内部部件将纤维表貌浸润的树脂挤压匀称，而落伍入成型区，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，之落伍入加热的成型模具。正在加热的模具中，树脂慢慢升温固化，并按模具形态造成直径一律的圆形棒材。模具后凡是配有加温的后固化箱，可普及碳纤维筋的固化度和归纳本能。

　　碳纤维筋（索）因拥有轻质地、高强度、耐腐化等上风，行动新型优秀土木匠程资料，正在土木匠程中的研讨和使用已有多年的史乘。比拟昌隆国度，我国对碳纤维复合资料的研讨起步较晚。国内研讨职员于上世纪末发轫碳纤维复合资料正在土木匠程范围的使用研讨，得到一大量革新性的研讨成就，已达成FRP（首倘使碳纤维片材）加固工程千余项，创造了强盛的经济和社会效益。

　　正在新型土木机合中使用碳纤维复合资料，不但对其本能有更高的央浼，并且须要进一步低落本钱。大丝束碳纤维性价比高，是低落碳纤维复合资料本钱的首要目标。

　　针对操纵单元对高本能碳纤维筋低本钱的央浼，上海石化于2022年10月修成投产国内首套48K大丝束碳纤维宇宙产化分娩线，一举调度我国大丝束碳纤维一齐依赖进口、恒久求过于供的局势，有力胀动了国产碳纤维财富跻身寰宇前线。上海石化不息提拔48K大丝束碳纤维力学本能，目前所分娩的48K大丝束碳纤维拉伸强度已安定正在4200兆帕以上，拉伸模量亦有肯定幅度普及，为高本能碳纤维筋的分娩供给了安定、低本钱的原料。

　　同时，上海石化复合资料研发团队正在拉挤工艺及拉挤配置适配性配套方面实行攻合，普及了大丝束碳纤维的强度表现率及本能安定性。正在此本原上，上海石化连结中修八局及国内科研院所，鼎力胀动低本钱高本能碳纤维筋正在各使用场景的演示性使用。

　　碳纤维不但拥有较高的力学本能，以其造成的复合资料筋也有优异的耐腐化本能。操纵碳纤维筋取代钢筋巩固混凝土, 不但可能巩固资料全部的力学本能，并且可能有用延伸其操纵寿命，杀青桥梁机合的全性命周期安排。

　　碳纤维筋用作桥梁的预应力筋、体表筋正在表洋仍然取得广大操纵。国表里使用实例说明，碳纤维筋拥有的多项优异本能，是钢机合预应力筋的潜正在取代选项，正在修筑桥梁上拥有宽敞的使用远景。其行动一种新型的复合资料，与现有的钢筋比拟，拥有轻质地、高强度、耐腐化等个性，正在桥梁安排、施工，特别是后期的维修加固中拥有钢筋所不行比较的上风。跟着国度对桥梁耐久性和全性命周期经济性央浼日益普及，碳纤维筋资料正在桥梁工程中的使用日益广大。同时，跟着国内碳纤维产能急速伸长，碳纤维筋本钱大幅低重，性价比慢慢提拔，将越来越被社会承认，进展远景尤其宽敞。

　　下一步，咱们将基于现有技巧，拓荒热塑性碳纤维筋资料，处理守旧热固性碳纤维筋资料无法正在现场二次加工的困难，造成新一代全碳纤维筋资料施工技巧。正在后续的墟市胀动流程中，咱们将要点针对临水、临海使用，表现碳纤维筋的上风，以筋索材及机合件的样式取代守旧钢筋修材，处理海水腐蚀、远海运输本钱高的题目。