文档介绍：总体内容结构
、目标与发展路径
产业总体发展思路
生物质产业
碳纤维及玻璃新材料产业
电子信息产业
机械装备制造与汽车配件
研究领域
根据新材料各细分产业的发展前景和蚌埠高新区现有的产业基础和优势,我们将重点研究领域放在碳纤维与玻璃新材料领域。
新材料
碳纤维
玻璃新材料
导电膜玻璃
碳纤维:碳纤维以其优异的性能,被称为“材料之王”,近年来在应用领域得到飞速发展
碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,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,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好;
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;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;
碳纤维除用作绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
分类
核心工艺
优势
劣势
应用与发展前景
粘胶基碳纤维
前端原料净高温拉伸石墨化
产品具有高耐温性
碳化收率低,技术难度大、设备复杂,成本较高
产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用;
沥青基碳纤维
沥青原料的调制、碳化
原料来源丰富,碳化收率高
原料调制复杂,产品性能较低
未能得到大规模发展
PAN基碳纤维
原料的聚合、碳化成丝、纺丝工艺
可获得高性能碳纤维,生产工艺较其他方法简单,产品力学性能优良
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已经成为碳纤维发展的主流
工业级碳纤维
大丝束
48K、60K、120K、360K、480K
T300
T400
强度1000MPa,模量100GPa
应用于工业
宇航级碳纤维
小丝束
1K、3K、6K、12K、24K
T700
T1000
强度2000MPa以上,模量250GPa以上
应用于国防军工、航空航天、体育
碳纤维分类(按原料)
碳纤维分类(按物理特性)
碳纤维:目前世界碳纤维生产研发以PAN基碳纤维为主,其原丝生产、碳化过程为关键技术环节
目前世界碳纤维的研发生产以PAN基碳纤维为主流,沥青基碳纤维、粘胶剂碳纤维发展潜力较小。
PAN基碳纤维
沥青基碳纤维
聚丙烯腈
(PAN)
水合纤维素
(HC)
中间相沥
青纤维素
(MP)
各相同性沥青
(IP)
预浸布
碳纤维卷
模具化碳纤维
复合材料
航空航天
汽车
压力容器
医疗器械
特殊机械部件
体育用品
粘胶基
碳纤维
核心技术环节
高利润环节
烘干
收丝
上油
水洗
牵引
聚合
脱泡
计量
喷丝
收丝
卷绕
上浆
烘干
表面
处理
放丝
预氧化
低温
碳化
高温
碳化
碳化过程
原丝生产
PAN基碳纤维核心生产环节
碳纤维生产的核心技术环节为CF原丝生产和中间材料的碳化过程,目前只有少数国家完全掌握了此两项关键技术;
原丝生产的关键环节为聚合、喷丝、牵引;
碳化过程的关键环节为低温碳化、高温碳化。
PAN基碳纤维成产流程
前期原料
CF原丝
中间材料
合成材料
终端应用
碳纤维:CF原丝制造、中间材料、碳纤维合成材料三环节成为该产业链的核心,也是碳纤维产业链中利润最高的环节
前期原料
CF原丝
中间材料
合成材料
终端应用
合成材料
(20%)
终端
产品
(8%)
前期
原料
(7%)
CF原丝
(30%~40%)
中间材料
(25%~35%)
PAN基碳纤维产业链利润分布
碳纤维产业中,核心技术环节只有少数碳纤维制造商拥有。因此,CF原丝制造、中间材料、碳纤维合成材料三环节成为该产业链的核心,利润最高。
碳纤维终端产品主要为碳纤维复合材料的应用,仅需掌握基本技术原理,属于劳动密集型产业。但由于碳纤维的稀缺和优良特性,相比其他劳动密集型产业,碳纤维下游产品制造行业利润比较高。
目前,碳纤维在世界范围内得到重视,产业发展迅速,但主要是终端产品应用领域的扩宽,前端重要环节仍由极少数核心企业控制,各国正在加强在此领域的自主研发能力。
我国目前碳纤维产业主要集中在合成材料和终端产品应用两个环节,有少数企业从事原丝生产和碳纤维中间材料,但质量和数量都无法满足市场要求。国家将碳纤维列为重点发展新材料,碳纤维产业发展潜力巨大。
碳纤维:碳纤维行业目前处于迅速的规模扩展期,工业应用和航空航天