大众碳纤维复材需求量呈合手续增长趋势,2023 年需求量短期下滑。2023 年,大众碳纤维复材需求 17.69 万吨,较 2022 年 20.77 万吨下滑 15%;大众碳纤维复材收入 229.6 亿好意思元,较 2022 年 262.1 亿好意思元减少 12%。
需求量下滑主要由于风电叶片和体育恬逸等领域需求减少,2023 年,风电叶片领域碳纤维复材需求3.08 万吨,同比下落 42%;体育恬逸领域碳纤维复材需求 2.89 万吨,同比下落22%。航空航天军工领域,碳纤维复材需求复苏、价钱高涨,2023 年需求 3.38 万吨,同比增长 9%。
碳纤维复合材料主要应用于航空航天军工、风电叶片、体育恬逸、压力容器等领域。2023 年,大众树脂基碳纤维复材需求约 17.69 万吨,其中,航空航天军工领域 3.38 万吨,占比 19%,风电叶片领域 3.08 万吨,占比 17%,体育恬逸领域 2.89 万吨,占比 16%。航空航天军工领域,碳纤维复材性能条目高,价值量高。从阛阓范围看,2023 年,大众树脂基碳纤维复材阛阓范围 229.6 亿好意思元,其中,航空航天军工领域阛阓范围 146.2 亿好意思元,占比 64%,体育恬逸领域阛阓范围 35.9 亿好意思元,占比 16%,风电叶片领域阛阓范围 6.2 亿好意思元,占比 3%。
航空航天领域
碳纤维复合材料在航空航天领域的应用包括用于商用飞机、无东说念主机、军用飞机以及公事机、直升机等种种飞机。阐发《2023 大众碳纤维复合材料阛阓论述》,碳纤维复材在航空航天领域的应用中,商用飞机应用占主要份额,占比达到 36%,军用飞机应用占比 21%,无东说念主机应用占比达 18%。
商用飞机方面,复合材料已在商用飞机最主要受力部件包括机翼、机身部位获得应用,并伴跟着客机的升级换代,用量慢慢进步。波音 787 和空客 A350 的碳纤维复材用量卓著 50%。国内,大飞机 C919 上,碳纤维复材的结构分量占比12%,宽体客机 C929 碳纤维复材用量或将卓著 50%,达到寰宇先进水平。
军用飞机方面,上世纪七十年代中期,碳纤维复材在军机尾翼的垂直尾翼、水平尾翼等部件开动慢慢使用,如 F-15、F-16、Mig-29、幻影 2000、F/A-18 等军机。之后,开动在机翼、机身等主要受力构件上使用碳纤维复材,如 AV-8B、B-2、F/A-22、F/A-18E/F、F-35、阵风、JAS-39、台风、Su-37 等。我国第三代战机歼-10 的鸭翼结构,歼-11B 的机翼外翼段、水平尾翼和垂直尾翼及歼-20 的机身、机翼、垂直尾翼、进气口以及鸭翼上均使用了碳纤维复合材料。我国歼20 战机复材用量占比 27%。
无东说念主机方面,碳纤维复材在种种型无东说念主机中已有平凡应用。举例,好意思国先进RQ-4 大众鹰无东说念主捕快机的机翼、尾翼、发动机短舱、后机身齐是由碳纤维复合材料制造;AAI 公司影子无东说念主机的机身使用碳纤维增强环氧树脂复材,尾翼使用碳纤维或芳纶纤维增强环氧树脂复材,机翼由碳纤维增强环氧树脂复材面板-蜂窝夹层结构制造。我国彩虹 4 无东说念主机除主梁外齐是由复合材料制成的,复合材料用量占比达 80%;翼龙-1E 的复合材料用量占比也达到 80%以上。
碳碳复材
碳碳复材主要有飞机刹车盘、航天零部件以及光伏热场部件三大卑劣阛阓。飞机刹车盘的大众阛阓跟着民航飞机转运量进步而稳步增长,国内阛阓有望跟着民航飞机刹车盘国产化完了更快增速。飞机刹车盘制造商包括法国的Messier-Bugatti 公司、好意思国的 Honeywell 公司、B.F. Goodrich 公司、Goodyear公司和英国的 Dunlop 公司,国内飞机刹车盘制造商包括北摩高科、西安制动、博云新材等。
航天零部件阛阓上,碳碳复材以其耐高温性能,用于大型固体火箭喉衬、发动机的喷管、扩散段、端头帽等,以及计策导弹弹头端头、空气舵等要道热端部件。光伏热场领域,碳碳复合材料用于单晶长晶、拉制中的热场部件,主要包括坩埚、导流筒、保温筒、加热器等部件。从事碳碳复合热场材料的企业包括德国的 SGL 公司、日本的东海碳素公司、国内的金博股份、天宜上佳、西安超码、好意思兰德、隆基绿能等。
体育恬逸
体育恬逸领域是碳纤维复合材料的遑急阛阓。连年来,垂纶竿、高尔夫球杆、自行车、拍子、曲棍球棍、滑雪板、赛艇等种种中高端体育恬逸用品中碳纤维的应用呈加多态势。在体育恬逸领域中,对碳纤维需求量最大的标的为垂纶竿,其次为高尔夫球杆,两者占体育恬逸领域碳纤维需求量的 60%足下。2022 年,大众体育恬逸领域碳纤维复材需求量 3.69 万吨,2023 年需求量受降库存影响降至2.89 万吨。
压力容器
碳纤维复合材料压力容器以轻量化、耐倦怠、耐腐蚀、强度高级优点,大批应用在储气、储能装配领域。与传统的全金属压力容器比较,碳纤维复合材料压力容器可想象性强的同期,质地更轻、承载力更强,大概使用自动化纤维缠绕竖立完了批量坐褥。
现在,航天航空领域中,航天飞船过火系统的各式复合材料压力容器已成为火箭发动机的液体储存装配和空间站宇航员的人命保证气体供应系统。民用领域中,上世纪 90 年代以来,复合材料压力容器已慢慢成为民用压力容器的主流居品,在加氢站已平凡诳骗复合材料压力容器进行高压储氢。东丽展望,到 2025 年压力容器领域碳纤维需求量将冲破 2 万吨,到 2030 年大众压力容器领域碳纤维需求将卓著 8 万吨,增长趋势强盛。
风电叶片
风力机叶片是风能发电机的中枢部件,在使命中要承受多种外部环境的影响,因此条目叶片材质具有精熟的强度、刚度和韧性以及抗风沙、抗冲击、耐腐蚀等性能。现在,纤维增强复合材料在风力机叶片上获得了平凡的应用,包括玻璃纤维增强热固性树脂复合材料和碳纤维增强复合材料。碳纤维在风电叶片中的主要应用部位为主梁。
与玻璃纤维比较,碳纤维密度小、强度高、模量逾越 3-8 倍,在风力发电机叶片中的应用,大概提高叶片刚度、裁减分量;提高抗倦怠性能;使风机的输出功率更平滑更平衡,风能诳骗恶果提高;可制造低风速叶片和自适当叶片。在温存刚度和强度条目下,比较玻璃纤维复合材料,碳纤维复合材料在可平缓 30%足下。然而,碳纤维复材价钱腾贵,是是玻璃纤维的 10 倍,禁止了其在风力发电上的应用范围。
据好意思国 Sandia 国度履行室展望,跟着叶片长度增长,碳纤维主梁的渗入率进步。当叶片长度大于 70m 时,碳纤维的渗入率达到 55%。跟着叶片向大型化发展,碳纤维的阛阓渗入率有望进一步提高。
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