碳纖維復合材料是由有機纖維經過一系列熱處理轉化而成,含碳量高于90%的無機高性能纖維,是一種力學性能優異的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。
碳纖維復合材料是由有機纖維經過一系列熱處理轉化而成,含碳量高于90%的無機高性能纖維,是一種力學性能優異的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。
碳纖維復合材料行業應用領域
近年來玻璃纖維、碳纖維等復合材料的市場迎來了快速增長,且國產化率逐步提升。2019年中國碳纖維的總需求為37840噸,對比2018年的31000噸,增長了22%。
體育休閑用品用量迅速上升,2019年占據市場份額14.46%。越多的高爾夫球桿,羽毛球拍等用品使用碳纖維。
此外,除去軍民大型飛機外,近年來快速發展的無人小型飛行器也大量采用碳纖維材料,以減輕結構重量。且無人機規模持續增長,2015-2020年,我國民用無人機市場整體規模從24億元預計增長到361億元。這將為中小碳纖維復合材料企業創造巨大需求。
根據中研普華產業研究院發布的《2020-2025年碳纖維復合材料行業市場深度分析及發展策略研究報告》顯示:
2020年中國碳纖維復合材料的產量為48.27萬噸。未來,隨著中國科研能力的增加和碳纖維復合材料行業的穩步發展,中國碳纖維復合材料的產量將呈現出一個上升的態勢。
碳纖維復合材料的應用范圍較廣,在航空航天、體育休閑、風電葉片、汽車、混配模型、壓力容器、建筑等領域有著廣泛的應用。從應用領域的碳纖維復合材料需求量來看,風電葉片是全球最大的需求市場,需求量占比為25%。航空航天領域是第二大市場,需求量占比為23%,僅次于風電葉片。
碳纖維復合材料行業發展現狀
從國內碳纖維復合材料應用領域的需求來看,體育休閑和風電葉片領域需求量較高,市場占比均為37%。而在國際市場需求較大的航空航天領域,在國內市場的需求量占比僅為4%,遠低于國際水平。2019年國內各應用領域碳纖維復合材料需求占比。
2021 年全球碳纖維復合材料中,樹脂基+碳基市場份額超過 80%。碳纖維復合材料具有比強度高、比重小、比模量高、抗疲勞性能及耐腐蝕 性能優異等特點,兼具紡織纖維的柔軟可加工性,是輕量化的關鍵材料,率先應 用于航空航天、風電、高端裝備制造等領域。
碳纖維復材生產工藝線長,單條生產線控制點都在 1000 個以上,各類參數間 關聯度極大,生產線啟動往往需要 10 天以上產品質量才能穩定下來。工藝過程包 括溫濕度、濃度、黏度、流量、壓力、轉速、風速、電流等幾千個參數,需要高精 度的自動化監控和調節,其中一個環節出現問題,就會嚴重影響碳纖維復材產品 的性能和質量的穩定。產業化生產工藝不成熟是目前導致碳纖維復材產品質量不 穩定的主要原因。保障碳纖維復材長期連續、穩定、工業化生產的技術壁壘高。
碳纖維復合材料行業發展前景
2021年全球復合材料市場規模為880億美元,預計2026年能夠到達1,263億美元,年復合增長率7.5%。以增強材料劃分,Markets and markets數據顯示,碳纖維復合材料市場將以12.4%的年復合增長率從2020年的175億美元增長至2025年315億美元。其中,玻璃纖維復合材料仍占有最大的市場份額,2020年市場規模估計為460億美元,2020-2027年間復合增長率為5.3%,預計2025年將達到600億美元。
碳纖維在民用航空中的應 用隨我國大飛機產業逐漸崛起有望更快發展,且相關產品技術含量與附加值高, 壁壘深厚;風電葉片受益于我國新能源產業蓬勃發展正快速獲得應用;而軌道交 通是我國優勢產業之一,碳纖維復材有很好的輕量化作用,行業正積極探索相關 應用,未來有望起量。
汽車輕量化是我國汽車行業的主要發展趨勢,政策推動汽車輕量化發展,《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》中提到,要求加強新材料技術的布局,大力支持碳化硅功率器件、輕量化材料、低成本稀土永磁材料等研發,來支持新能源汽車的發展;同時,性能推動汽車輕量化發展,輕量化有利于降低汽車整備質量,減少燃油消耗;輕量化能夠一定程度上增加新能源車續駛里程,因此新能源車對輕量化要求更高。根據Lucintel披露的數據,預計到2025年,汽車的輕量化材料的應用占比將超過47%。
更多行業詳情請點擊中研普華產業研究院發布的《2020-2025年碳纖維復合材料行業市場深度分析及發展策略研究報告》。本報告通過深入的調查、分析,投資者能夠充分把握行業目前所處的全球和國內宏觀經濟形勢,具體分析該產品所在的細分市場,對碳纖維復合材料行業總體市場的供求趨勢及行業前景做出判斷;明確目標市場、分析競爭對手,了解產品定位,把握市場特征,發掘價格規律,創新營銷手段,提出碳纖維復合材料行業市場進入和市場開拓策略,對行業未來發展提出可行性建議。
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