碳碳復(fù)合材料行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析2023

• 黃文玉 2023年10月19日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告 1447 96
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碳-碳復(fù)合材料是碳纖維及其織物增強(qiáng)的碳基體復(fù)合材料。具有低密度(

復(fù)合材料、碳碳復(fù)合材料的概念

復(fù)合材料是人們運(yùn)用先進(jìn)的材料制備技術(shù)將不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的新材料。一般定義的復(fù)合材料需滿足以下條件:(i) 復(fù)合材料必須是人造的，是人們根據(jù)需要設(shè)計(jì)制造的材料;(ii) 復(fù)合材料必須由兩種或兩種以上化學(xué)、物理性質(zhì)不同的材料組分，以所設(shè)計(jì)的形式、比例、分布組合而成，各組分之間有明顯的界面存在;(iii)它具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性，可進(jìn)行復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);(iv) 復(fù)合材料不僅保持各組分材料性能的優(yōu)點(diǎn)，而且通過(guò)各組分性能的互補(bǔ)和關(guān)聯(lián)可以獲得單一組成材料所不能達(dá)到的綜合性能。

復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬。復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料(俗稱玻璃鋼)，從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。50年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維。70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維能與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料。

現(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開(kāi)復(fù)合材料，復(fù)合材料對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復(fù)合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球復(fù)合材料市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，亞洲尤其中國(guó)市場(chǎng)增長(zhǎng)較快。

碳碳復(fù)合材料行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2010年以來(lái)，全球樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料需求量逐年增加;根據(jù)《全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》數(shù)據(jù)，2020年全球樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料需求量為16.44萬(wàn)噸，較2019年的15.95萬(wàn)噸同比增長(zhǎng)3.1%。 其中風(fēng)電葉片領(lǐng)域樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料需求量為47.1萬(wàn)噸，占總需求量的28.6%;航空航天領(lǐng)域樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料需求量為25.3萬(wàn)噸，占比為15.4%;體育休閑領(lǐng)域需求量為23.7萬(wàn)噸，占比14.4%。

碳-碳復(fù)合材料是碳纖維及其織物增強(qiáng)的碳基體復(fù)合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高強(qiáng)度、高比模量、高導(dǎo)熱性、低膨脹系數(shù)、摩擦性能好，以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，是如今在1650℃以上應(yīng)用的少數(shù)備選材料，最高理論溫度更高達(dá)2600℃，因此被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的高溫材料之一。

盡管碳/碳復(fù)合材料有諸多優(yōu)良的高溫性能, 但它在溫度高于400℃的有氧環(huán)境中發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致材料的性能急劇下降。因此，碳/碳復(fù)合材料在高溫有氧環(huán)境下的應(yīng)用必須有氧化防護(hù)措施。碳/碳復(fù)合材料的氧化防護(hù)主要通過(guò)以下兩種途徑，即在較低的溫度下可以采取基體改性和表面活性點(diǎn)的鈍化對(duì)碳/碳復(fù)合材料進(jìn)行保護(hù);隨著溫度的升高，則必須采用涂層的方法來(lái)隔絕碳/碳復(fù)合材料與氧的直接接觸，以達(dá)到氧化防護(hù)的目的。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年碳碳復(fù)合材料行業(yè)深度分析及投資戰(zhàn)略研究咨詢報(bào)告》顯示：

目前使用最多的是涂層的方法，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)碳/碳復(fù)合材料超高溫性能的依賴越來(lái)越多，而在超高溫條件下唯一可行的氧化防護(hù)方案只能是涂層防護(hù)。碳/碳復(fù)合材料由于其獨(dú)特的性能，已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管及其喉襯、航天飛機(jī)的端頭帽和機(jī)翼前緣的熱防護(hù)系統(tǒng)、飛機(jī)剎車(chē)盤(pán)等。

數(shù)據(jù)顯示，從2020年全球樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料工藝制作分布來(lái)看，纏繞拉擠工藝占比35.7%，預(yù)浸鋪放工藝占比29.4%，混配模成型工藝占比12.2%，RTM工藝占比8.9%。2020年全球樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料銷售收入為150.9億美元，較2019年的173.7億美元同比下降13.13%。銷售收入下降的主要原因是航空航天領(lǐng)域的銷售收入銳減，其他分市場(chǎng)均有增加。2020年，中國(guó)樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)首次趕超美國(guó)，成為全球最大復(fù)合材料市場(chǎng)。這主要是因?yàn)橐咔閷?duì)美國(guó)航空航天市場(chǎng)的重挫。

碳纖維復(fù)合材料是近年來(lái)非常受歡迎的一種新型工程材料,具有強(qiáng)度高、密度小、質(zhì)量輕、耐磨性好等特點(diǎn)。從全球范圍來(lái)看，全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模逐年攀升，2018年全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模約為129.67億美元，2022年增長(zhǎng)至約213.26億美元。國(guó)內(nèi)碳纖維技術(shù)獲得巨大突破，疊加國(guó)內(nèi)下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ谔祭w維材料的巨大需求，國(guó)內(nèi)碳纖維及其復(fù)合材料迎來(lái)優(yōu)質(zhì)發(fā)展期，我國(guó)碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)張，由2016年的32.02億元快速增長(zhǎng)至157.79億元，期間復(fù)合年增長(zhǎng)率為30.45%。

數(shù)據(jù)顯示，2016至2022年期間，我國(guó)碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)量從3746噸增至45640噸，CAGR達(dá)51069%;我國(guó)碳纖維復(fù)合材料需求量也迅速提升，2022年中國(guó)碳纖維復(fù)合材料需求量達(dá)到74429噸，較上年增加12050噸。進(jìn)出口方面，我國(guó)碳纖維復(fù)合材料以進(jìn)口為主，2022年累計(jì)進(jìn)口將近3萬(wàn)噸，出口僅648噸。

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  2023-2028年碳碳復(fù)合材料行業(yè)深度分析及投資戰(zhàn)略研究咨詢報(bào)告

  碳-碳復(fù)合材料（c-c composite or carbon-carbon composite material）是碳纖維及其織物增強(qiáng)的碳基體復(fù)合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高強(qiáng)度、高比模量、高導(dǎo)熱性、低膨脹系數(shù)、...

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