中國(guó)碳纖維發(fā)展亟待企業(yè)自主創(chuàng)新

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        碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度（strength)、高模量纖維的新型纖維材料。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無(wú)蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線(xiàn)透過(guò)性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。被譽(yù)為材料界的 ;黑色黃金 ；性能高端、產(chǎn)量稀少，但卻用途廣泛(extensive)，特別是在航天軍事等高端領(lǐng)域，碳纖維更發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)著不可替代的作用。因此，許多企業(yè)都在碳纖維材料的研發(fā)與生產(chǎn)上投入了大量精力。 　　如此重要的材料，其生產(chǎn)和研發(fā)的難度不亞于攀登珠穆朗瑪峰。目前，碳纖維材料的市場(chǎng)基本被日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷。 但我國(guó)的碳纖維行業(yè)若想獲得更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，也需吸收和借鑒(jiè jiàn)其他國(guó)家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)（experience)，進(jìn)而突破自身發(fā)展瓶頸(bottleneck)，在碳纖維市場(chǎng)中分得更大的蛋糕。         國(guó)際風(fēng)云日美兩家獨(dú)大 　　20世紀(jì)中葉，發(fā)達(dá)國(guó)家投入大量人力和物力研究（research)碳纖維，碳纖維復(fù)合材料最初由于其在結(jié)構(gòu)輕量化中無(wú)可替代的材料性能，首先在軍用航空航天領(lǐng)域得到了青睞；1959年，日本大阪工業(yè)技術(shù)試驗(yàn)所的進(jìn)藤昭男首先發(fā)明了聚丙烯腈（PAN）基碳纖維，1964年，英國(guó)皇家航空研究所（RAE）的瓦特等人打通了生產(chǎn)高性能聚丙烯腈（PAN）基碳纖維的工藝流程(liú chéng)，在纖維的熱穩(wěn)定化過(guò)程(guò chéng)中施加了張力牽伸，以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，使聚丙烯腈（PAN）基碳纖維成為主流產(chǎn)品(Product)，并于20世紀(jì)70年代開(kāi)啟民用碳纖維商業(yè)化應(yīng)用；20世紀(jì)80年代至90年代，碳纖維在民用航空領(lǐng)域的引領(lǐng)下得以快速發(fā)展；進(jìn)入21世紀(jì)，碳纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)已經(jīng)成熟，隨著碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，碳纖維的市場(chǎng)需求急劇增加，碳纖維產(chǎn)業(yè)日趨成熟。 　　碳纖維很少直接應(yīng)用，大多是經(jīng)過(guò)深加工制成中間產(chǎn)物或復(fù)合材料使用，碳纖維復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)件或功能件現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在航空航天、工業(yè)和體育休閑用品三大領(lǐng)域。碳纖維以其質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高模量、耐高低溫和耐腐蝕等特點(diǎn)最早應(yīng)用于航天及國(guó)防領(lǐng)域，如大型飛機(jī)、軍用飛機(jī)、無(wú)人機(jī)及導(dǎo)彈、火箭、人造衛(wèi)星和雷達(dá)罩等，且航空航天領(lǐng)域用碳纖維的性能等級(jí)相對(duì)而言是最高的。在工業(yè)領(lǐng)域，碳纖維廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、電纜、風(fēng)能發(fā)電、壓力容器、海洋產(chǎn)業(yè)、電子器件、工業(yè)器材和土木建筑等；在體育休閑用品領(lǐng)域，高爾夫球桿和釣魚(yú)竿最早獲得應(yīng)用，近年來(lái)，自行車(chē)、網(wǎng)球拍、羽毛球拍等體育用品也越來(lái)越多地使用碳纖維材料。 　　從全球碳纖維市場(chǎng)的份額劃分看，國(guó)際碳纖維市場(chǎng)依然為日、美企業(yè)所壟斷。日本是全球最大的碳纖維生產(chǎn)國(guó)，世界碳纖維技術(shù)主要掌握(熟知并能運(yùn)用) 在日本公司(Company)手中，其生產(chǎn)的碳纖維無(wú)論質(zhì)量還是數(shù)量上均處于世界領(lǐng)先(率先)地位，日本東麗更是世界上高性能碳纖維研究與生產(chǎn)的 ;領(lǐng)頭羊 ;。 copyright 123456
 
 　　據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)（data)顯示，在小絲束碳(C)纖維市場(chǎng)(shì chǎng)上，日本公司所占有的市場(chǎng)份額占到全球產(chǎn)能的49%；在碳纖維市場(chǎng)上，日本企業(yè)所擁有市場(chǎng)份額占到全球產(chǎn)能的52%，美國(guó)企業(yè)所擁有的市場(chǎng)份額占全球產(chǎn)能的24%，日美兩國(guó)合計(jì)擁有全球76%的碳纖維生產(chǎn)能力，處于明顯的主導(dǎo)地位。 　　目前全球碳纖維制造的主導(dǎo)者是日本和他們?cè)O(shè)立在歐美的工廠(chǎng)，其次是依靠歐美航空航天市場(chǎng)健康發(fā)展的美國(guó)HEXCEL和CYTEC公司(Company)，以及依靠強(qiáng)大工業(yè)創(chuàng)新體系的德國(guó)SGL公司，隨著中國(guó)在碳纖維領(lǐng)域投入的不斷增大，中國(guó)碳纖維產(chǎn)量占世界份額也在不斷提高。中國(guó)碳纖維　　國(guó)內(nèi)趨勢(shì)（trend)亟待自主創(chuàng)新 　　2016全球與中國(guó)市場(chǎng)碳纖維深度研究報(bào)告顯示，目前國(guó)內(nèi)大小碳纖維生產(chǎn)企業(yè)近40家，2010至2014年期間，我國(guó)碳纖維產(chǎn)能從6445噸增至15000噸，產(chǎn)量從1500噸增至3700噸，發(fā)展取得了相當(dāng)?shù)某煽?jī)。 　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)碳纖維在航空航天、體育休閑和工業(yè)應(yīng)用三大領(lǐng)域的用量比例是4%、67%和29%。其中，體育休閑占絕大多數(shù)，而在民用航空、交通工具、新能源（解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì))裝備、工程建設(shè)等方面的應(yīng)用雖然已經(jīng)開(kāi)始起步，但應(yīng)用水平偏低。 　　目前國(guó)內(nèi)碳纖維市場(chǎng)中，國(guó)產(chǎn)碳纖維自給率只有20%左右，對(duì)外依存率達(dá)到80%。國(guó)外碳纖維企業(yè)通過(guò)技術(shù)及價(jià)格優(yōu)勢(shì)打壓國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)，使我國(guó)的碳纖維市場(chǎng)長(zhǎng)期受制于歐美及日本等國(guó)家。 　　碳纖維復(fù)合材料(Material)的設(shè)計(jì)水平不足，配套的材料缺乏，相關(guān)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系不健全，導(dǎo)致應(yīng)用領(lǐng)域窄。此外，樹(shù)脂、上漿劑等配套材料品種少、性能不足，復(fù)合材料用輔助原料還不能完全實(shí)現(xiàn)自主供給，部分品種還依賴(lài)進(jìn)口等，不僅制約了碳纖維復(fù)合材料在高端制品上的應(yīng)用，同時(shí)還嚴(yán)重影響著國(guó)產(chǎn)碳纖維的市場(chǎng)應(yīng)用。 　　國(guó)外碳纖維龍頭企業(yè)使用的設(shè)備基本上都是根據(jù)自身技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行的自主設(shè)計(jì)，在專(zhuān)有設(shè)備的基礎(chǔ)上改進(jìn)升級(jí)，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)有碳纖維生產(chǎn)裝備；而國(guó)內(nèi)引進(jìn)的國(guó)外生產(chǎn)設(shè)備是非禁運(yùn)通用型碳纖維生產(chǎn)裝備，且價(jià)格比較高。雖然國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)中設(shè)計(jì)產(chǎn)能千噸級(jí)以上的有3~4家，但由于缺乏核心技術(shù)(Core Technology)團(tuán)隊(duì)，大多數(shù)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)對(duì)進(jìn)口生產(chǎn)裝備的技術(shù)參數(shù)(parameter)和性能指標(biāo)（target aim)缺乏消化和吸收能力，生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化程度和對(duì)自身碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的匹配性遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外同行，導(dǎo)致生產(chǎn)工藝(production engineering)的穩(wěn)定性(The stability of)和過(guò)程控制的一致性較差，影響了碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性，且生產(chǎn)成本很高，造成設(shè)備閑置、經(jīng)營(yíng)(jīng yíng)虧損，沒(méi)有辦法與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。         不僅如此，目前我國(guó)大多數(shù)碳纖維企業(yè)產(chǎn)品處于低端領(lǐng)域，且行業(yè)集中度不高，有能力生產(chǎn)航空航天用的高端碳纖維企業(yè)屈指可數(shù)，大量企業(yè)集中于體育領(lǐng)域。更重要的是，我國(guó)碳纖維的產(chǎn)業(yè)鏈需要進(jìn)一步完善。目前，國(guó)外已經(jīng)形成設(shè)計(jì)、制造、分析及驗(yàn)證、應(yīng)用牽引系統(tǒng)化的碳纖維復(fù)合材料體系。如日本東麗和美國(guó)赫克塞爾都有預(yù)浸料、織物、短切纖維、夾層材料等中間成型物，同時(shí)，直接為客戶(hù)提供量身定制的復(fù)合材料解決方案和產(chǎn)品，方便了客戶(hù)的使用，也解決了碳纖維產(chǎn)品與樹(shù)脂匹配性問(wèn)題。由于國(guó)內(nèi)大部分碳纖維復(fù)合材料企業(yè)技術(shù)尚不成熟，缺乏相應(yīng)的研發(fā)及工藝支持，目前尚未能形成體系化、系列化的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式(pattern)。 　    雖然我國(guó)的碳纖維產(chǎn)業(yè)目前較世界先進(jìn)水平仍有差距，未能在市場(chǎng)上搶占先機(jī)。但隨著碳纖維市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大和國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)調(diào)整，只要相關(guān)企業(yè)抓住機(jī)遇，加強(qiáng)自主創(chuàng)新研發(fā)，相信中國(guó)的碳纖維產(chǎn)業(yè)也將分得更大的蛋糕。  ??