航(hang)天领域碳纤维主要应(ying)用
如今(jin)我国化纤(xian)(xian)供应(ying)总量的(de)(de)问(wen)题已经(jing)解(jie)决，业(ye)界(jie)已厌倦在(zai)常(chang)规品(pin)种上打价(jia)格战，企(qi)业(ye)的(de)(de)眼光(guang)自然投(tou)向高收(shou)益、高回报(bao)的(de)(de)碳(tan)纤(xian)(xian)维(wei)(wei)等高新技术纤(xian)(xian)维(wei)(wei)生产领(ling)域。这种空前的(de)(de)热(re)情势(shi)必成为中(zhong)(zhong)国碳(tan)纤(xian)(xian)维(wei)(wei)产业(ye)化全(quan)面提速的(de)(de)强劲动(dong)力。其(qi)实，中(zhong)(zhong)国对碳(tan)纤(xian)(xian)维(wei)(wei)的(de)(de)研究从(cong)20世(shi)纪60年代就已开始，但国内至今(jin)没有一个(ge)千吨(dun)级以上的(de)(de)碳(tan)纤(xian)(xian)维(wei)(wei)生产线(xian)，还未形成真正的(de)(de)产业(ye)化。
航空航天领(ling)域是(shi)世界碳纤维的(de)传统市场，根据(ju)世界第二(er)大碳纤维生产商(shang)———日本东邦公司的(de)预测，航空器(qi)中碳纤维复合材料(liao)的(de)使(shi)用量(liang)未(wei)来几年(nian)将(jiang)以(yi)年(nian)均12％的(de)速(su)度继续(xu)增长，估计将(jiang)从2007年(nian)的(de)6820吨增加至2010年(nian)是(shi)的(de)10000吨以(yi)上(shang)，2012年(nian)可达13000吨。
截至2007年(nian)12月(yue)，空客(ke)a380收到(dao)了(le)189个订单(dan)。a380为大(da)型(xing)喷气式客(ke)机，其结构(gou)（包括主要(yao)结构(gou)）使用(yong)了(le)22%的(de)(de)(de)(de)碳纤(xian)维(wei)复(fu)合(he)材料(liao)。截至2008年(nian)1月(yue)中旬，波音(yin)公司(si)宣布(bu)b787订单(dan)达到(dao)857架。b787中碳纤(xian)维(wei)/环氧预浸料(liao)的(de)(de)(de)(de)唯(wei)一供应(ying)商是东京(jing)的(de)(de)(de)(de)东丽公司(si)（toray），两家(jia)公司(si)已(yi)经就torayca预浸料(liao)签订了(le)长(zhang)达18年(nian)的(de)(de)(de)(de)供应(ying)合(he)同(tong)。一直到(dao)2021年(nian)。据(ju)报道，787主要(yao)结构(gou)的(de)(de)(de)(de)合(he)同(tong)价值高达20.3亿(yi)(yi)欧元（30亿(yi)(yi)美元）。
新型(xing)超大(da)型(xing)客(ke)机(ji)(ji)———空中(zhong)(zhong)客(ke)车a380和波音(yin)787，均(jun)大(da)量使(shi)(shi)用(yong)(yong)环氧(yang)树脂浸渍碳纤维或碳纤维增强塑(su)(su)料(liao)（cfrp）作为主要的(de)结构(gou)材(cai)料(liao)。空中(zhong)(zhong)客(ke)车a380已在2007年10月投入商业服务，波音(yin)787计划在2009年进入商业运营。碳纤维复合(he)材(cai)料(liao)约占a380飞机(ji)(ji)35吨结构(gou)材(cai)料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)20％以上(shang)，包括中(zhong)(zhong)央翼(yi)盒、机(ji)(ji)尾组件以及压舱(cang)壁；波音(yin)787中(zhong)(zhong)结构(gou)材(cai)料(liao)有近(jin)50%需要使(shi)(shi)用(yong)(yong)碳纤维复合(he)材(cai)料(liao)和玻璃纤维增强塑(su)(su)料(liao)，包括主机(ji)(ji)翼(yi)和机(ji)(ji)身(shen)。金属结构(gou)材(cai)料(liao)采用(yong)(yong)碳纤维复合(he)材(cai)料(liao)后不仅(jin)可以减(jian)轻(qing)机(ji)(ji)身(shen)质量，而且还可以保证不损失强度(du)或刚度(du)，大(da)大(da)提(ti)高了燃油经济(ji)性。新一代的(de)客(ke)机(ji)(ji)将使(shi)(shi)用(yong)(yong)更(geng)高比例的(de)碳纤维复合(he)材(cai)料(liao)。空中(zhong)(zhong)客(ke)车公司日前宣布，碳纤维复合(he)材(cai)料(liao)将在新一代喷(pen)气式客(ke)机(ji)(ji)a350xwb中(zhong)(zhong)用(yong)(yong)于主机(ji)(ji)翼(yi)和机(ji)(ji)身(shen)材(cai)料(liao)。
碳纤维在中(zhong)小型喷(pen)气客(ke)机中(zhong)的需求也将快速(su)增长。例如，三菱重工计(ji)划利用碳纤维复(fu)合(he)材料制作新一代支线喷(pen)气客(ke)机mrj主(zhu)机翼和尾部组件(jian)，该机型预(yu)计(ji)在2013年进入市场。
风能(neng)(neng)(neng)(neng)发电(dian)(dian)成本低廉，已(yi)(yi)成为(wei)人类开发新能(neng)(neng)(neng)(neng)源的(de)(de)重要(yao)领域。预计未来5 年，风能(neng)(neng)(neng)(neng)发电(dian)(dian)的(de)(de)市场需求将以每(mei)年15%～20%的(de)(de)速度增(zeng)长。近年来，虽(sui)然风力发电(dian)(dian)产业发展(zhan)很(hen)快，但风力发电(dian)(dian)装(zhuang)备的(de)(de)关(guan)键部件（叶片(pian)(pian)）多使用(yong)玻(bo)璃纤维增(zeng)强材(cai)料(liao)（gfrp）制造，难于满足叶片(pian)(pian)尺寸加大对刚性的(de)(de)要(yao)求。cfrp材(cai)料(liao)在(zai)叶片(pian)(pian)上的(de)(de)应用(yong)，无疑(yi)将促进风能(neng)(neng)(neng)(neng)发电(dian)(dian)产业的(de)(de)发展(zhan)。就风能(neng)(neng)(neng)(neng)系(xi)(xi)统(tong)而(er)言，丹(dan)麦(mai)风机(ji)生(sheng)产商维斯塔斯（vestas）预测，到2020年全球的(de)(de)电(dian)(dian)力消耗量中，风电(dian)(dian)的(de)(de)份额(e)最高将达到10%。该(gai)公司(si)在(zai)风机(ji)叶片(pian)(pian)的(de)(de)载荷加强杆中使用(yong)碳纤维，目前为(wei)止已(yi)(yi)经(jing)安装(zhuang)了将近3.4万套的(de)(de)风机(ji)系(xi)(xi)统(tong)。西班牙gamesa公司(si)宣称，去(qu)年1月，在(zai)全球已(yi)(yi)收(shou)到超过8000mw的(de)(de)风力发电(dian)(dian)机(ji)订(ding)单，其(qi)中3000mw已(yi)(yi)经(jing)安装(zhuang)完毕。
风(feng)电应用(yong)将推动(dong)大丝束（24k）碳(tan)纤(xian)维产量(liang)的(de)(de)增长。全(quan)球对(dui)清(qing)洁(jie)能源的(de)(de)需(xu)求还将促进终端产品制(zhi)(zhi)造商的(de)(de)持(chi)续投资。碳(tan)纤(xian)维在风(feng)机叶(ye)片(pian)(pian)中的(de)(de)应用(yong)到(dao) 2010年将成为继航空(kong)航天后的(de)(de)第二大应用(yong)。欧洲和亚洲在这一领(ling)(ling)域远远领(ling)(ling)先于美国。全(quan)球风(feng)机装(zhuang)机容(rong)量(liang)的(de)(de)增长速(su)度正在加快，高碳(tan)纤(xian)维含量(liang)的(de)(de)长叶(ye)片(pian)(pian)制(zhi)(zhi)成的(de)(de)大容(rong)量(liang)风(feng)机将成为主要趋势。2008年，新的(de)(de)风(feng)机装(zhuang)机容(rong)量(liang)大约为19000mw。如果风(feng)机的(de)(de)平均容(rong)量(liang)为2.5mw，那么就需(xu)要安装(zhuang)7600台风(feng)机。叶(ye)片(pian)(pian)数量(liang)预计(ji)为22800片(pian)(pian)。
碳纤(xian)维在(zai)汽(qi)车(che)(che)行业(ye)需求前景也较(jiao)为(wei)乐观。据介绍，碳纤(xian)维复合材(cai)料(liao)传(chuan)动轴、尾翼和引擎盖已经在(zai)汽(qi)车(che)(che)行业(ye)广泛应用，虽(sui)然现在(zai)主(zhu)要(yao)是用在(zai)豪华车(che)(che)型(xing)，但(dan)预(yu)计未来将(jiang)在(zai)大众车(che)(che)型(xing)中(zhong)推广。日(ri)产汽(qi)车(che)(che)、本田(tian)汽(qi)车(che)(che)和东丽(li)公司(si)将(jiang)联手开发汽(qi)车(che)(che)车(che)(che)体用的(de)新型(xing)碳纤(xian)维材(cai)料(liao)。合作企业(ye)还(hai)包括三菱丽(li)阳和东洋纺织,目标在(zai)2010年代中(zhong)期(qi)以前开始量产,使车(che)(che)体较(jiao)使用钢材(cai)者轻40%。
日(ri)(ri)本政府亦支持该项计划(hua),希(xi)望在全球开发环保车辆的趋势中(zhong)取(qu)得(de)领先(xian)地位。日(ri)(ri)本经济产业省计划(hua)未来五年投资这项计划(hua)20亿(yi)日(ri)(ri)圆(1,850万美(mei)元(yuan))。目(mu)前碳(tan)(tan)(tan)纤维价(jia)格仍(reng)高,但(dan)随着钢价(jia)持续上(shang)扬(yang),将(jiang)可(ke)缩小两者间的差距.而(er)采用(yong)碳(tan)(tan)(tan)纤维材质,将(jiang)可(ke)改善车辆的燃料效能,并使二氧化碳(tan)(tan)(tan)排放减(jian)少30%.
