碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小,因此有很高的比强度。
碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。
碳纤维复合材料行业应用领域
近年来玻璃纤维、碳纤维等复合材料的市场迎来了快速增长,且国产化率逐步提升。2019年中国碳纤维的总需求为37840吨,对比2018年的31000吨,增长了22%。
体育休闲用品用量迅速上升,2019年占据市场份额14.46%。越多的高尔夫球杆,羽毛球拍等用品使用碳纤维。
此外,除去军民大型飞机外,近年来快速发展的无人小型飞行器也大量采用碳纤维材料,以减轻结构重量。且无人机规模持续增长,2015-2020年,我国民用无人机市场整体规模从24亿元预计增长到361亿元。这将为中小碳纤维复合材料企业创造巨大需求。
根据中研普华产业研究院发布的《2020-2025年碳纤维复合材料行业市场深度分析及发展策略研究报告》显示:
2020年中国碳纤维复合材料的产量为48.27万吨。未来,随着中国科研能力的增加和碳纤维复合材料行业的稳步发展,中国碳纤维复合材料的产量将呈现出一个上升的态势。
碳纤维复合材料的应用范围较广,在航空航天、体育休闲、风电叶片、汽车、混配模型、压力容器、建筑等领域有着广泛的应用。从应用领域的碳纤维复合材料需求量来看,风电叶片是全球最大的需求市场,需求量占比为25%。航空航天领域是第二大市场,需求量占比为23%,仅次于风电叶片。
碳纤维复合材料行业发展现状
从国内碳纤维复合材料应用领域的需求来看,体育休闲和风电叶片领域需求量较高,市场占比均为37%。而在国际市场需求较大的航空航天领域,在国内市场的需求量占比仅为4%,远低于国际水平。2019年国内各应用领域碳纤维复合材料需求占比。
2021 年全球碳纤维复合材料中,树脂基+碳基市场份额超过 80%。碳纤维复合材料具有比强度高、比重小、比模量高、抗疲劳性能及耐腐蚀 性能优异等特点,兼具纺织纤维的柔软可加工性,是轻量化的关键材料,率先应 用于航空航天、风电、高端装备制造等领域。
碳纤维复材生产工艺线长,单条生产线控制点都在 1000 个以上,各类参数间 关联度极大,生产线启动往往需要 10 天以上产品质量才能稳定下来。工艺过程包 括温湿度、浓度、黏度、流量、压力、转速、风速、电流等几千个参数,需要高精 度的自动化监控和调节,其中一个环节出现问题,就会严重影响碳纤维复材产品 的性能和质量的稳定。产业化生产工艺不成熟是目前导致碳纤维复材产品质量不 稳定的主要原因。保障碳纤维复材长期连续、稳定、工业化生产的技术壁垒高。
碳纤维复合材料行业发展前景
2021年全球复合材料市场规模为880亿美元,预计2026年能够到达1,263亿美元,年复合增长率7.5%。以增强材料划分,Markets and markets数据显示,碳纤维复合材料市场将以12.4%的年复合增长率从2020年的175亿美元增长至2025年315亿美元。其中,玻璃纤维复合材料仍占有最大的市场份额,2020年市场规模估计为460亿美元,2020-2027年间复合增长率为5.3%,预计2025年将达到600亿美元。
碳纤维在民用航空中的应 用随我国大飞机产业逐渐崛起有望更快发展,且相关产品技术含量与附加值高, 壁垒深厚;风电叶片受益于我国新能源产业蓬勃发展正快速获得应用;而轨道交 通是我国优势产业之一,碳纤维复材有很好的轻量化作用,行业正积极探索相关 应用,未来有望起量。
汽车轻量化是我国汽车行业的主要发展趋势,政策推动汽车轻量化发展,《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》中提到,要求加强新材料技术的布局,大力支持碳化硅功率器件、轻量化材料、低成本稀土永磁材料等研发,来支持新能源汽车的发展;同时,性能推动汽车轻量化发展,轻量化有利于降低汽车整备质量,减少燃油消耗;轻量化能够一定程度上增加新能源车续驶里程,因此新能源车对轻量化要求更高。根据Lucintel披露的数据,预计到2025年,汽车的轻量化材料的应用占比将超过47%。
更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的《2020-2025年碳纤维复合材料行业市场深度分析及发展策略研究报告》。本报告通过深入的调查、分析,投资者能够充分把握行业目前所处的全球和国内宏观经济形势,具体分析该产品所在的细分市场,对碳纤维复合材料行业总体市场的供求趋势及行业前景做出判断;明确目标市场、分析竞争对手,了解产品定位,把握市场特征,发掘价格规律,创新营销手段,提出碳纤维复合材料行业市场进入和市场开拓策略,对行业未来发展提出可行性建议。
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