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深度解析国产碳纤维的现状及其在自行车上的应用

long8 www.chinarecumbents.cn 2018-05-25 09:04:12 | 来源: 我爱旅行

日前转载了国产碳纤维材料T800的相关报道,文中探讨了中国自主研究T800碳纤维材料的历史等内容。为了解碳纤维材料在我国long8产业的应用情况,笔者采访了连云港神鹰碳纤维自行车股份有限公司总经理赵柯,除了碳纤维材料的介绍,他还介绍了用于自行车上的碳纤维材料的制作技术。

深度解析国产碳纤维的现状及其在自行车上的应用

日前所报道的T800究竟为何物?

媒体所报道的这家公司于2015年底成功达产低成本T700级碳纤维,经过一年刻苦攻关,利用自产千吨级的原丝,再次突破低成本T800级碳纤维生产技术,而且其规?;腡800级碳纤维成本仅为350元/kg。赵总表示他们没有实地考察过这家公司,也不能妄下评论,但是这家公司能利用这么短的时间突破低成本T800级碳纤维的生产技术还是非常有难度的。另外有两点需要说明,低成本是理论上的估算还是实际验证过的需要求证,这两者差别很大;而且市场上是否有批量的产品供应也需要了解,市场供应量是最好的佐证。

T700、T800甚至是T1000,这些数字代表什么?

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▲东丽碳纤维性能分布图(红圈内为国内产品分布)

T系列碳纤维就是日本东丽公司的强度系列碳纤维,如上图所示,主要特点是不同产品间的强度梯度差别比较大,模量相对变化不大,与东丽高强高模和高模碳纤维形成完整的碳纤维产品体系。T800是东丽公司的产品命名方法,由于做得早做得好,所以其产品系列成为了行业的标杆。

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国产碳纤维主要突破的是T系列的,并且以T300为主,只有部分企业能量产T700及T800级别碳纤维。T系列即高强型碳纤维,主要是应用于力学性能要求比较高的领域,其承受的力量可以特别大;高模型的碳纤维由于模量高,在高低温环境下尺寸稳定,且导电导热性好,比较适合应用于航天领域,还有高档鱼竿,以及某些需要导电导热的领域。

国内碳纤维生产及发展状况

碳纤维是一种国家战略新兴材料,能直接应用于军工领域,比如导弹、火箭、战斗机等,所以国外对其相关的技术、关键装备及材料都是封锁或限制的,这也导致了国内碳纤维产业链的长期严重滞后,尤其是碳纤维产业的源头——碳纤维的国产化。但其实从严格意义上来讲,碳纤维并不算是新兴材料,在国外,比如日本东丽上世纪60年代就开始了规?;纳?,国内真正意义上的规?;鲇屑改甑氖奔?。

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▲国内碳纤维实际产量(吨)

现在做的比较有影响力的几家碳纤维生产企业基本上都是从零几年开始立项的,比如中复神鹰公司(和连云港神鹰碳纤维自行车股份有限公司同属于鹰游集团)、威海拓展、江苏恒神、河南永煤等等。这些企业是真正有碳纤维在销售及应用的,其中又以中复神鹰的国产碳纤维市场占有率最高,历年来都在70%以上。

深度解析国产碳纤维的现状及其在自行车上的应用

目前国产碳纤维的自给率只有20%左右,对外依存率仍然高达80%,其主要原因是:

1)国产碳纤维规格种类较单一,还普遍以小丝束的T300为主,难以满足更高产品的性能需求及低成本的需求;

2)部分已量产的碳纤维本征性能虽然可以,但是工艺性能还有待提高,比如毛丝量大、上浆剂不匹配及扩展性不好等;

3)国内碳纤维应用企业对国产碳纤维的认知欠缺,在好多产品应用上不信任,上下游还需要时间进行磨合。

碳纤维是一项技术密集型、资金密集型的产品,为什么把技术排第一位,是因为其生产工艺参数成千上万个,国外又封锁,如何组合需要摸索,且控制要求非常高,这些不是单单有资金就可以买得到的。用国内专家徐坚的话说就是“对于未上项目或刚上项目的企业——是苦海无涯回头是岸,盈利周期会非常慢,后续投入还会非常大,最好及时回头;对于已经上了项目并且已经投了很多钱的企业——是苦海无涯回头是岸,既然投了就只能硬着头皮往前走,要不已经投入的就打水漂了”。

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以中复神鹰公司为例,T700的千吨级生产线早就投产了,技术成熟度7级,为国内最高,2016年又刚刚投产的T800千吨级线,做到现在走了10多年的路,也是最近才开始盈利,原先都是亏本的。目前,碳纤维的本征性能做到T800,量产已经没有问题,国内报道能做到此级别的也有不少,T800已经是国内能量产的最高级别碳纤维,其他的都还不具备量产能力。但是国内有一个不好的现象就是喜欢夸张宣传,把能做出来和能批量应用相混淆,对于碳纤维来说做出来只是开端,能持续稳定的批量供应才算是真正攻克。

国产的T800材料在量产上有哪些难题?

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近年来上碳纤维项目的企业如雨后春笋一样多,大大小小加起来有几十家。但是这么多企业,能持续稳定批量供应T800级别碳纤维的却很少,主要问题在于工艺、装备及人员的不足,由于国外封锁,没有直接的技术来源,工艺完全靠自己摸索,能买的装备也是通用型的,需要后期改进及集成才能满足T800级别的生产需要,人员更是需要自己培养。再一点就是一般民用产品的制作用T300及T700级别的就够了,T800的成本更高,从成本因素考虑具有使用量的民用市场需求相对不大;另外T800级别碳纤维一般是航空航天产品的入门级别,这些高要求领域对碳纤维稳定性要求非常高,认证需要较长周期,而国产化时间较短,现在还不具备量产的市场化前提。

 



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