碳纖維研究現狀
碳纖維的主要生産國家/地區包括日本、美國、韓國、歐洲部分國家及中國台灣。技術先進國家在碳纖維技術發展初期已經意識到該材料的重要性,紛紛進行戰略布局,大力推動碳纖維材料研發。
2010—2017年全球碳纖維相關論文篇數
2010—2017年全球碳纖維相關專利篇數
2010—2017年碳纖維論文與專利Top10國家或地區
2010—2017年全球碳纖維論文數量Top20機構
掌握核心技術是關鍵
過去碳纖維核心技術工藝、産能等主要被日本、美國以及歐洲少數發達國家和地區掌控,由于其高技術含量、高利潤回報,西方國家長期對我國實行嚴格的技術封鎖。近年來,我國在碳纖維領域不斷取得突破:
2016年1月,中國科學院所在國内率先實現了國産M55J制備技術重大突破,同年9月進行了制備技術驗證,并獲得拉伸強度4.15GPa、拉伸模量585GPa的高強高模碳纖維,後續研究進一步實現了國産M55J高強高模碳纖維連續穩定生産,纖維主體性能批間批内離散系數<5%。
2018年,成功制備拉伸強度5.24GPa、拉伸模量593GPa的高強高模碳纖維,與日本東麗M60J高強高模碳纖維(拉伸強度3.92GPa、拉伸模量588GPa)相比,繼續保持了拉伸強度上的優勢。
2019年,中國科學院山西煤炭化學研究所研究員張壽春團隊圍繞T-1000級超高強度碳纖維制備,承擔的中國科學院重點部署項目所制備的聚丙烯腈基超高強度碳纖維,順利通過驗收,并
成功開發聚丙烯腈基新型中空碳纖維。
目前中國碳纖維研制面臨的問題
1.産業化工藝與裝備核心技術仍未本質突破,在市場競争中處于不利地位。
2.碳纖維研制及應用重大基礎科學問題尚未探明,高端碳纖維及其複合材料與國外仍存在代差。
3.大部分應用領域缺乏複合材料設計-制造-評價-考核驗證能力,“不會用、用不好”問題突出,碳纖維産業發展缺乏大規模應用出口。
4.人才規模與分布問題沒有得到明顯改觀。
以碳纖維為代表的高性能纖維作為先進複合材料的重要組成部分,具有很大的發展潛力,将在今後很長時期内保持相當的活力。下一步,中國碳纖維技術産業應着力于碳纖維的高性能化和市場需要的新品種研發及生産,為中國複合材料行業的發展、為碳纖維企業的技術升級發揮積極的作用。