自2010年以來(lái)，全球碳纖維市場(chǎng)已從不到4萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2019年的10萬(wàn)噸以上。在此期間，碳纖維增長(zhǎng)平穩(wěn)且不間斷，每年增長(zhǎng)速度達(dá)到10％到12％。

但是2020年，隨著COVID-19大流行來(lái)襲，全球碳纖維幾乎在一夜之間發(fā)生了變化。2020年，全球?qū)μ祭w維的需求總計(jì)約為10.5萬(wàn)噸，只比2019年增長(zhǎng)1％，預(yù)計(jì)在2021年，增長(zhǎng)幅度也只為1％。

碳纖維市場(chǎng)受到許多領(lǐng)域應(yīng)用增長(zhǎng)的推動(dòng)，例如航空航天、風(fēng)能、體育用品、船舶、汽車(chē)、壓力容器等。在2020年之前，所有這些細(xì)分市場(chǎng)的增長(zhǎng)率以及整個(gè)行業(yè)的增長(zhǎng)率都在穩(wěn)步上升。

大型碳纖維管可用于紡織機(jī)械、鋁箔機(jī)械、塑料薄膜機(jī)械、造紙機(jī)械、印染機(jī)械行業(yè)、包裝機(jī)械、游艇等行業(yè)。半導(dǎo)體行業(yè)用碳纖維種類(lèi)有哪些生產(chǎn)廠家

碳纖維的制造過(guò)程

拉絲：把原材料經(jīng)過(guò)加熱，它是增強(qiáng)材料：纏繞成型用的增強(qiáng)材料，主要是各種纖維紗：如無(wú)堿玻璃纖維紗，中堿玻璃纖維紗，碳纖維紗，強(qiáng)度高的玻璃纖維紗，芳綸纖維紗及表面氈等。樹(shù)脂基體，及各種填料。，擠壓形成凝膠形狀的絲條，塑料纖維是用數(shù)千條計(jì)的細(xì)絲組成。

穩(wěn)定：經(jīng)過(guò)400度加熱氧化，使熱塑性大分子轉(zhuǎn)換成耐熱性結(jié)構(gòu)。使其在高溫下不融不燃，保持纖維形狀，熱力處于穩(wěn)定狀態(tài)碳化：加溫1千-2千度將非碳原子驅(qū)離，隨著高溫氧化變成黑色，再經(jīng)過(guò)碳化爐碳原子結(jié)合在纖維上。

半導(dǎo)體行業(yè)用碳纖維種類(lèi)有哪些生產(chǎn)廠家碳纖維復(fù)合材料的密度只有鋼的三分之一，比鋁合金輕30%左右。

碳纖維比較難加工

碳纖維兼具碳材料強(qiáng)抗拉力和纖維柔軟可加工性?xún)纱筇卣?，碳纖維是一種的力學(xué)性能優(yōu)異的新材料。

就拿碳纖維和我們常見(jiàn)的鋼材來(lái)說(shuō)，碳纖維的強(qiáng)度在 400 到 800 兆帕左右，而普通鋼材的強(qiáng)度為 200 到 500 兆帕。再來(lái)看韌性，碳纖維和鋼材基本類(lèi)似，沒(méi)有明顯的區(qū)別。

碳纖維具有更高的強(qiáng)度，更輕的重量，所以說(shuō)碳纖維是新材料中的翹楚。正因?yàn)檫@種優(yōu)勢(shì)，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)在加工過(guò)程中，基體和纖維存在較為復(fù)雜的內(nèi)部相互作用，使其物理特性與金屬有較大區(qū)別，CFRP密度遠(yuǎn)小于金屬，而強(qiáng)度大于大部分金屬。因?yàn)?CFRP 的不均勻性，在加工過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)纖維拉出或基質(zhì)纖維的脫離；CFRP 具有較高的耐熱性和耐磨性，使其在加工過(guò)程中對(duì)設(shè)備的要求較高，因此生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量切削熱對(duì)設(shè)備磨損較為嚴(yán)重。

同時(shí)，其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，要求也越來(lái)越細(xì)膩，對(duì)材料適用性做出要求，對(duì)CFRP的質(zhì)量要求也越來(lái)越苛刻，也致使加工成本上浮。

含碳量在90%以上的非常高的強(qiáng)度高模量纖維。耐高溫是所有化纖里面非常高的。用腈綸和粘膠纖維做原料，經(jīng)高溫氧化碳化而成。是制造航天航空等高技術(shù)器材的優(yōu)良材料。

由碳元素組成的一種特種纖維。具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性 外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由于其石墨微晶結(jié)構(gòu)沿纖維軸擇優(yōu)取向，因此沿纖維軸方向有很高的強(qiáng)度和模量。碳纖維的密度小，因此比強(qiáng)度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強(qiáng)材料與樹(shù)脂、金屬、陶瓷及炭等復(fù)合，制造先進(jìn)復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度及比模量在現(xiàn)有工程材料中是非常高的。 碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度大，不僅可以很好的承受前端所搬運(yùn)物品的重量，還可以降低能耗。

碳纖維的市場(chǎng)需求特別是民用市場(chǎng)需求的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，使碳纖維在中國(guó)的發(fā)展前景廣闊，潛力非常大，我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展方興未艾。碳纖維屬于國(guó)際高精新材料產(chǎn)業(yè)，?除了應(yīng)用至傳統(tǒng)的航空航天領(lǐng)域外，汽車(chē)、風(fēng)力渦輪葉片及壓力容器等市場(chǎng)對(duì)碳纖維的需求也在不斷增加，2010年全球碳纖維需求量達(dá)到?3.5?萬(wàn)噸左右。目前，世界碳纖維中?PAN?基碳纖維占各種碳纖維材料的80%以上，而我國(guó)碳纖維的生產(chǎn)和使用尚處于起步階段，碳纖維產(chǎn)量很低，國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)能力只占世界高性能碳纖維總產(chǎn)量的0.4%左右，國(guó)內(nèi)用量的90%以上靠進(jìn)口。碳纖維的另一個(gè)重要特點(diǎn)是比重低。比重1.6左右，是鋁的一半，鋼的五分之一。半導(dǎo)體行業(yè)用碳纖維種類(lèi)有哪些生產(chǎn)廠家

碳纖維機(jī)械手臂，由于重量輕，振動(dòng)幅度小，熱膨脹系數(shù)小，不會(huì)產(chǎn)生位移和蠕變，可以提高機(jī)器人的工作精度。半導(dǎo)體行業(yè)用碳纖維種類(lèi)有哪些生產(chǎn)廠家

穩(wěn)定：使用400度加熱氧化的方法使熱塑性PAN線(xiàn)形大分子鏈轉(zhuǎn)化為非塑性耐熱梯形結(jié)構(gòu)，使其在高溫下不熔不燃，保持纖維形態(tài)，熱力學(xué)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

碳化：需要在溫度1千到2千度，將PAN中非碳元素驅(qū)除，而后生成含碳量90%以上的具有亂層石墨結(jié)構(gòu)的碳纖維。

石墨化：需要溫度在2千到3千度，將無(wú)定型、亂層結(jié)構(gòu)的碳化材料向三維石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，是提高碳纖維模量的主要技術(shù)措施。

碳纖維從原絲生產(chǎn)工藝到制成品的詳細(xì)過(guò)程就是由上道原絲生產(chǎn)工藝產(chǎn)出PAN原絲，經(jīng)過(guò)送絲架濕熱預(yù)牽伸后，由牽伸機(jī)器依次傳送到預(yù)氧化爐，經(jīng)過(guò)數(shù)臺(tái)預(yù)氧化爐群的不

同梯度的溫度烤化后，形成氧化纖維即預(yù)氧絲；預(yù)氧絲經(jīng)過(guò)中溫、高溫碳化爐后形成碳纖維；碳纖維再經(jīng)過(guò)表面處理上漿、干燥等工藝得到碳纖維成品。全過(guò)程連續(xù)走絲，

精確控制，任何一道工序出現(xiàn)些許問(wèn)題都會(huì)影響穩(wěn)定生產(chǎn)和碳纖維產(chǎn)品的質(zhì)量。碳纖維生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)多，生產(chǎn)壁壘高，是多學(xué)科、多技術(shù)的集成。

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