碳纤维的概念和应用情况分析

① 碳纤维是什么，发展前景好吗

你听说过碳纤维吗，猜你也没有，咱们来说说吧。

光从工业角度来说，金属材质——无论是复合材料在轻量化方面的主要对手镁、铝合金，还是传统的超强、薄钢结构，都是目前最有效、最有商业利益也是体系最成熟的制造体系。市场上目前大部分打着轻量化旗号的供应商，也都是走的金属材料体系。因为金属材料轻量化体系对于前轻量化时代的汽车制造体系的兼容性更高、体系转型速度更快、产学研体系更成熟、就业人员众多。相比之下，由于复合材料，尤其是以碳纤维复合材料为主的轻量化制造，要想融入目前的汽车制造体系，就要舍弃掉上面的全部优势。这意味着：生产设备将重新采购和调试，而以前金属生产线上的绝大部分设备都只能转手甚至是舍弃；更意味着要采用一个几乎全新的无损检测体系、一个几乎全新的行业生产标准、一个几乎全新的质量检测体系、一个几乎全新的维护维修体系；更意味着要采用全新的理论和科研资金投向来指导实际生产；更重要的——初、中、高级复合材料技术人员现在全球紧缺。我因为研究关系，了解过英国和欧盟到2022年的复合材料产业布局计划，知道人员——尤其是具有产业事业与科研能力的人员存在很大缺口，目前英、欧的计划是要在2022年将现有的复合材料从业人员翻倍。这还是在欧洲——这个福利与高级工人待遇优越的地方，在我国形势则更加不乐观。而从业人员缺乏，则之前的我提及的问题更加无从谈起。以上的各种情况是客观存在的。我在我的另一个回答：碳纤维能用在量产车上吗？里分析宝马莱比锡工厂和宝马/SGL战略布局时就曾对上述问题提及过。

但是真如我们发现并最终开始使用青铜和钢铁等材料一样，人类并不会因为这个东西难以生产，或者暂时没有经济效益，就不会朝着更高的能量效率方向发展。否则，石器时代的人类为什么要费老大劲，先烧制那么多木炭，再做个吹风气，再用泥巴砌个小高炉，再四五个精壮的汉子没日没夜地朝着炉子里面吹气、扇风、加燃料？随手捡个石头磨好，比上面的步骤简单地多。同理还有火车、蒸汽机??在这就不枚举了。碳纤维复材在汽车制造——甚至广义意义上的交通工具制造中的先进地位，也是一样。经济利益也不是目前第一驱动力。

但这不意味它永远没有经济盈利。

碳纤维复材目前在汽车上的运用更多是概念式的推广和应用。我们在业界的观察可以轻易地发现，现在只有宝马在引领着大规模碳纤维复材汽车制造，而其余真正加入的汽车厂商寥寥？为什么？因为其实不赚钱，世界目前唯一一款大规模制造、商用化的全碳纤维复材电动车i3，其实是在亏本卖的。也的确只有像宝马这样的汽车业巨擘，才能做这样的先锋角色，其他的厂商能把传统车型做成盈利就挺好了。宝马着重的是碳纤维复材的这个概念，这背后反映的是他们对汽车行业的深刻观察和战略布局。我猜测，宝马能够察觉到碳纤维复材在交通工具上的应用是一股无法阻挡的历史潮流，但是前期的孵化期很长；可一旦这股潮流来到，将彻底革新整个运输行业的上下游生产链。其很有可能让人类脱离依靠化石能源的日子，走向电磁世纪。而汽车这个概念，也将逐渐退出历史舞台。

这也是中国汽车制造业的一次弯道超车的机会。

因为电磁动力在载重重量降低至一定程度后，完全可以满足人类目前在地球上的运程和运输要求。而且相比化石能源，其能源效率更高。再展望未来核能和再生能源如风能、太阳能、潮汐能等的发展，整个地球上的文明转向电磁动力几乎是肯定的。所以宝马要挑头干这事，而中国更要挑头干这事，因为我们目前拥有着对大型和高精尖工业发展更友善的体制。相比欧美资本主义国家的单向市场调控，我们更可以用国家的行政力量来引导技术的发展方向与布局，并营造一个良好的、长期的产业孵化期，而其中主要的孵化手段就是政策补贴和政策扶持。所以，这也在无形中解答了题主的疑问：在中国，资本一定是对政策敏感的。你的观察没有问题，如雨后春笋般涌现出的那些企业，就是因为看到这个趋势，才开始大规模布局出现的。其中有骗补的，也有想踏踏实实做事的，很正常。每个产业发展的初期都是这样，现在中国在这一块还没有进入整合期。

但是我们拭目以待吧。人的确要看好脚下的路，但是那是为了到达更远的远方。

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② 碳纤维一般都应用于哪些方面

碳纤维的话，它的用法是十分的广泛，有一些是用在摩托车的面板，干上有一些是用在小车的面板看一下，有一些用在鱼竿上。

③ 碳纤维的性质及应用

网络上介绍的够吗？

④ 碳纤维研究进展及发展现状

全球碳纤维分领域需求上升

碳纤维复合材料具有质量轻，强度高的特性，活跃在各种各样的用途上。包括用于追求轻且易用的高性能体育用品、追求在宇宙飞行用的轻量且高性能材料的航空航天飞行器，以及压力容器、汽车、风车、船舶、土木建筑等各种各样的一般产业用途。根据赛奥碳纤维技术统计，2018年全球碳纤维运用细分领域中风电叶片叶片和航天国防领域最多，分别达到22000吨、21000吨。而增长最为显著的是汽车零部件领域，2013-2018年需求复合增长率达到33%。

——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国碳纤维行业深度调研与投资战略规划分析报告》。

⑤ 碳纤维主要应用在哪个方面

20世纪60年代，日本科学家首先用聚丙烯纤维作原料制得了碳纤维。现在，碳纤维一般采用腈纶或粘胶原丝，经加热、高温化学处理后制得。

碳纤维的最大优势是强度高。在无氧的情况下，它的使用温度可高达1500～2000℃，温度越高，它就越显“英雄本色”——坚强不屈，故有“烈火金刚”之美称。让我们具体介绍一下吧！

在540℃时，碳纤维的抗拉强度为每平方毫米110～320千克；在1650℃时，它的抗拉强度反而达到180～600千克；不但不减少，反而增加了。即使在3000℃的高温中，碳纤维仍然能保持原来的状态。它的另一个优势是，比重远比各种金属轻，因此，碳纤维和金属、陶瓷熔合而成的复合材料，是制造宇宙飞船、火箭、导弹和高速飞机必不可少的材料。在美国著名的“哥伦比亚”号航天飞机上，3个火箭推进器的关键部件——喷嘴，以及最先进的MX导弹的发射管，就是用碳纤维复合材料制成的。

另一位“烈火金刚”的原名叫防燃纤维。众所周知，棉、毛、麻、丝，都经不起火烤。化学纤维熔点不高，也难以防燃。石棉纤维虽能防燃，但材质过硬，穿着不舒服。碳纤维虽能防火，可成本高。一般的防燃服装，多数是用防火的粘合剂、特种树脂等，喷涂在织物表面制成。尽管防燃效果不错，但衣服重量却增加了好几倍，穿在身上简直是活受罪。

那么，怎样才能使人们满意呢？

为了使衣服不怕火，可以用防燃纤维来制作。所谓防燃纤维，是在化纤内部加入阻燃剂而制得的。例如，在普通涤纶中，可添加金属离子阻燃剂。用防燃化学纤维制成的服装，既像普通衣服一样轻盈柔软，又具有防火的功能，为具有特种需要的人们解除了后顾之忧。这种新颖防燃服装特别适宜于消防人员。

⑥ 碳纤维有什么优缺点，可以应用到什么领域

碳纤维复合材料在汽车领域的应用主要是在汽车刹车片、汽车传动轴、缓冲器、车身、汽车内饰以及发动机零件等，可有效降低汽车自重并提高汽车性能。
1、成本太高

与钛合金相比，碳纤维复合材料车用部件的价格有过之而无不及，一些常见碳纤维车用部件的价格可能是传统材料的好几倍，而较大尺寸的碳纤维车用部件价格甚至超过万元。这主要是因为部分碳纤维部件的制作过程需要很多的手工，并且报废率很高，造成成本的大量上升。

2、变形几乎无法修复

这也是碳纤维单体壳车身无法大规模铺开的重要因素。由于碳纤维复合材料并不具备金属材料的延展性，所以一旦出现了由外力导致的形变，也就意味着碳纤维单体壳车身内部的碳纤维已经出现了断裂或者是层间树脂脱层。而断裂的碳纤维以及脱层的树脂是无论如何也不可能接起来的，那么碳纤维单体壳车身只能报废。相比之下，裂纹还可以补上几层碳纤维进行修复。
3、碳纤维单体壳车身结构设计复杂

一般来说，框架式的车身在设计时，只需要对车身整体进行结构设计，因为金属材料有着各项同性的材料特性。顾名思义，各项同性的意思就是指物体内部的物理、化学等性质不会因为方向的不同而有所变化，即某一物体在不同的方向所测出的性能数值完全相同。就比如说同一块钢板，性能放在哪都是一样的。那么在设计过程中，金属材料只需要考虑一个方向就可以。以常用的杨氏模量、泊松比、剪切模量等参数来看，只需要运用一次就可以完成计算。但是碳纤维复合材料就不是这么个情况，碳纤维复合材料的特性是各项异性。

4、碳纤维材料的寿命短

当然碳纤维本身是没有问题的，问题是出在作为复合材料基体树脂上。树脂的耐久性要弱于金属。光老化、高低温、酸碱性都会加速其老化过程，继而产生发黄、龟裂、发脆等问题。这个道理和咱们总会遇到的普通塑料零件的老化是一样的。

⑦ 什么是碳纤维用在哪些方面

碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）是指含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，是由有机纤维（粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等）在高温环境下裂解碳化而成。

高性能碳纤维具有质轻、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射以及良好的可设计性、可复合性等一系列其他材料所不可替代的优良性能，是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略新兴材料。

碳纤维作为一种性能优异的战略性新材料，其密度不到钢的1/4、强度却是钢的5-7倍。与铝合金结构件相比，碳纤维复合材料减重效果可达到20％-40％；与钢类金属件相比，碳纤维复合材料的减重效果可达到60％-80％。

来源：《揭秘未来100大潜力新材料（2019年版）》_新材料在线

⑧ 什么是碳纤维有哪些特性

您好：
碳纤维（carbon fiber），顾名思义，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中，时间已过去30多年，它至今仍保持纤维形态。
特性：
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为230~430Gpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。
碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。