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碳纤维应用的下一个爆发点在哪里？

发布时间：2022-06-09

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从近三十年来碳纤维行业发展历程可以看到，碳纤维产业的发展依赖于行业创新性突破。

碳纤维的出场，自带光环，开始就着力应用于航空航天上，这是来源于碳纤维的优异性能！当初英美的碳纤维技术领先，但在应用端，一直没有打开突破，导致了两国碳纤维研究的没落（双罗的CFRP叶片的失败和UCC的破产）！这也从侧面反映出出场就起点高，目标宏大，不一定走的远！但航空航天的高要求材料创新特别是碳纤维材料，让飞行器飞的更高、更远...，这个过程虽然曲折，但前进的步伐一直很坚定！所以有很多年碳纤维在航空航天上的应用一直位列首位，直到今天从产值来说还是首位。

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碳纤维在运动休闲上的的应用是一个意外的惊喜，在碳纤维在航空航天上应用遇到挫折时，运动休闲制品成功补位！这依赖于工艺创新，同时成就了台湾碳纤维体育用品的霸主地位，直到今天许多人一说起碳纤维，首先想到的是钓鱼竿、羽毛球拍、自行车...当然今天竞技体育的舞台上，几乎所有的运动都有碳纤维因素。而进一步随着全民健身的兴起，碳纤维将发挥更大的应用。

风电的异军突起，在多年以前大家没有预料到，而创新设计，让碳纤维在风电领域应用爆发。碳纤维在风电叶片中的应用，早已有之。从最初预浸料工艺、到真空灌注工艺。预浸料工艺是最传统的碳纤维复合材料加工工艺，因此最初制作叶片大梁也使用预浸料。碳布灌注工艺是目前多家风机及叶片厂家使用的工艺，普通叶片的玻纤大梁就采取该工艺，比较成熟。但这两种工艺的成本都较高，不适合风电的低成本要求。拉挤工艺是复材一种传统工艺，但该工艺的缺点也很明显，只能做等截面型材。维斯塔斯从叶片的创新设计出发，开发出利用低成本大丝束碳纤维拉挤板材应用于风电大梁，该公司开发成功后，开始大规模推广。该工艺利用利用制作好的碳纤维拉挤板材，在特定的工装辅助下，类似于搭积木的方式进行模块化操作，简化了工艺，缩短了时间。很快碳纤维的用量就超过了航空航天成为第一大应用领域！

而光伏上的应用，原来大家也都没想到。随着光伏的大规模普及，其成本也越来越低，原来熔炼硅料的坩埚很小，静压石墨就够了，现在尺寸变大，硅料重量也翻倍增加，坩埚再用石墨强度就不够了，而碳碳复合材料强度好、耐高温，所以这几年碳谈热场的量增加很快，从几年前的几百吨，到去年的近万吨，也是近年来碳纤维行业发展最大的惊喜...

以上几个创新成就了碳纤维应用最多的几大领域，紧接下来应用最多的就是汽车。说到汽车，大家期望值很高，但是就其发展却是一把辛酸泪，为此咱有一首诗：车和风车，关于碳纤维不得不说的事，很久以前碳纤维行业的人们就在等车来，结果先等来了车！要说碳纤维在汽车中的应用，不等不说，既有设计创新如宝马的Carbon Core，也有工艺创新如HP-RTM和PCM，更有材料创新如快速固化树脂和低成本大丝束碳纤维，而宝马汽车是其中的集大成者。但相对于汽车的行业地位，碳纤维在汽车中的应用总感觉缺了一口气！笔者曾经在碳纤维在风电和汽车上应用进行分析和比较，这种反差值得我们思考，分析下来，其原因可能如下：

这种差别的存在，和行业的特点有关。汽车是一个集成科技，更愿意采取"拿来主义"的方式用一些成熟的材料和技术。当然国外一些大企业为了保持竞争优势，会做一些前瞻研究。如宝马从i3全碳驾驶舱的Drive+Life设计理念，到7系的Carbon Core和iX的Carbon Cage等，及丰田普锐斯的PCM后尾门和Mirai的氢能源车...但是对于汽车行业迫切需求的低成本、高效率...一直没有很好的方案。

而正在汽车行业的纠结中的时候，随着光伏的火爆，特别是碳达峰、碳中和概念的提出，用于生产单晶硅片的碳碳坩埚，异军突起，一年的用量增加数千吨。碳纤维在2021年在这方面的用量甚至有可能超过汽车...

碳纤维作为一种材料，应用广泛，可以说天上飞的、地上跑的、水里游的、身边用的...处处都有机会用到碳纤维！但是能不能实现爆发性增长，那就要看成本合不合适...而下一个爆发的增长点，说不定就会在哪个不经意的领域又爆发...

作为行业的人，我们也在努力探索和发现碳纤维新的应用，并推进碳纤维行业新的进步！

应用端真正的突破往往并不需要高大上的理由，而是实实在在的但有可能颠覆性的方法，而这个方法也可能不要那么复杂…

但下一个增长点在哪里？

众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处…

何以解忧，唯有创新！

（来源：严说一点）

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