【轻鲨动态】盘点碳纤维发展两大“后劲股”领域

碳纤维细如发丝、轻如鸿毛，单根直径只有5至7微米，大约是人头发丝的十分之一粗，密度大约只有钢的四分之一。同时，它又强如钢铁。一束一米长的T1000级碳纤维，重量大概只有0.5克，却可以承担500公斤左右的拉力。

凭借优越的力学性能，以及耐腐蚀、抗氧化、不生锈等特性，如今碳纤维被加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，成为制造先进复合材料的重要增强材料，应用范围日益广泛，成为不少人口中的“新材料”。

从棒球棒、网球拍，到自行车、汽车、风电叶片，再到大型飞机、运载火箭……在位于青海西宁的中复神鹰碳纤维生产基地展厅内，一件件实物、模型展品令人目不暇接，彰显了这种新材料的应用正向高端工业制造和科技领域不断拓展。

作为碳纤维重要市场，我国碳纤维一度大量依赖进口，价格十分昂贵。因此，碳纤维又被称为“黑色黄金”。彼时，市场上T700级碳纤维曾经卖出过每吨元的高价。而后来，当国产碳纤维“开花结果”，市场碳纤维价格应声回落。

碳纤维发展两大“后劲股”领域

01风电叶片 碳纤维叶片应用已成趋势

近年来，风电装机量增长，能源局新数据显示，今年前7个月，风电新增装机量达2631万千瓦，累计装机量达3.9亿 千瓦。而随着平价时代到来，风机大型化趋势尤为凸显，陆上风机单机容量高突破10兆瓦，海上风机单机容量突破18兆瓦，叶片长度也在不断刷新行业纪录。

大型化给风机叶片材料性能带来考验，传统玻璃纤维复合材料性能不足的情况下，碳纤维成为新的“后劲股”。

黄轩指出，与玻璃纤维相比，碳纤维的比模量和比强度均大幅增加，碳纤维复合材料比玻璃纤维复合材料密度更低、强度更高，突破了玻璃纤维材料的性能极限，可保障风机叶片在增加长度的同时降低重量。“利用碳纤维叶片可进一步提升海上风电机组设计上限，甚至可支撑20兆瓦、300米叶轮直径的机组开发。”

除了为海上风电机组大型化提供保障，业界普遍认为，随着我国海上风电开发范围不断扩大，深远海等复杂工况区域对叶片提出了更高要求，碳纤维材料的高强度性能将能适应更加恶劣的工况环境。另外，轻量化叶片还可以降低吊装和运输的难度，对海上风电全生命周期降本有所帮助。

02汽车领域 汽车工业将成碳纤维应用新领域

此前，碳纤维由于成本高，多用于风电、航空航天、军工、跑车等特定领域。如今，随着技术进步，碳纤维不仅功能和强度都有所提升，成本也有的下降。

北京化工大学徐樑华表示，近年来，我国碳纤维行业的发展形势非常好，目前已形成黏胶基、沥青基、聚丙烯腈基3种类别的制备体系；以二甲基亚砜法为主，二甲基乙酰胺法和硫氰酸钠法共同参与的原丝制备技术体系；湿法纺丝、干湿法纺丝、小丝束与大丝束工艺齐头并进的工艺体系；高强、高强中模、高模、高强高模齐全的产品体系。

随着碳纤维复合材料性能的不断提高以及“双碳”政策的加持，越来越多的汽车制造商也将目光投向于此。