全球碳纖維市場與技術(shù)的最新發(fā)展

蘆長椿

摘要：全球碳纖維的供需市場呈持續(xù)增長態(tài)勢，本文簡要介紹了世界主要碳纖維生產(chǎn)廠家的產(chǎn)能變化狀況及新的技術(shù)動向，諸如低成本碳纖維的開發(fā)、納米碳纖維的應(yīng)用以及可再生原絲資源的選擇等。

關(guān)鍵詞：納米碳纖維；低成本碳纖維；碳纖維復(fù)合材料；新應(yīng)用

中圖分類號：TQ342+.74 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Latest Developments of Global Carbon Fiber Market and Technology

Abstract： The global supply-demand market of carbon fiber has been expanding constantly. This article briefly introduced the changes in production capacity of some major carbon fiber manufacturers worldwide， and analyzed the latest technology and application developments of carbon fiber industry， such as the development of the low-cost carbon fibers（LCCF）， the application of carbon nanofiber and the selection of renewable precursor resources.

Key words： carbon nanofiber； LCCF； CFRP； new application

1 總體概況

據(jù)統(tǒng)計，2013年全球碳纖維（CF）的產(chǎn)能在12萬t左右，市場需求量在14.1萬t左右，日美及歐洲的10余家頂級生產(chǎn)商占據(jù)著全球碳纖維產(chǎn)量75%以上的份額。另據(jù)統(tǒng)計，2013年我國碳纖維產(chǎn)能達(dá)到了18 000 t，但實(shí)際產(chǎn)量僅有3 000 t左右。表 1、表 2 是對近幾年全球碳纖維名義產(chǎn)能的預(yù)測。

碳纖維的市場需求持續(xù)增長，預(yù)計碳纖維需求規(guī)模將從2013年的48 000 t上升到2015年的69 350 t，增長幅度達(dá)44.5%。其中，運(yùn)動休閑用途的需求量將從8 000 t提高到8 800 t；航空航天用途將從8 000 t提高到10 200 t；工業(yè)用途的需求量則將從32 000 t提升到50 350 t，增長迅速。

依據(jù)2011年12月世界復(fù)合材料研討會（華盛頓）預(yù)測，2015 — 2020年間全球碳纖維市場仍將維持11%的年增長率，其中航空航天的需求量將增長51%，工業(yè)用途的需求量亦將增長77%。

2 碳纖維的市場供需狀況

2.1 碳纖維復(fù)合材料（CFRP）在航空航天領(lǐng)域有巨大的拓展空間

依據(jù)2011年航天材料和制造業(yè)供需會議信息，2011 —2020年間，全球?qū)⒂?4萬架飛行器投入使用，復(fù)合材料的需求將超過以往10年，增速達(dá)300%（按體積計算），年均增長率達(dá)16%。目前觀察纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和航空航天制造業(yè)市場，更傾向于商業(yè)飛行領(lǐng)域，這其中，飛機(jī)制造業(yè)將會有 2 ～ 3 倍的增長。

2011年全球CFRP的市場規(guī)模約為43億美元，預(yù)計2020年將達(dá)到127億美元。東麗公司的研究報告顯示，大型商用飛機(jī)CFRP的使用量呈穩(wěn)步增長態(tài)勢，2004年的使用量約為50%，2009年增加到60%，預(yù)計2020年將達(dá)到65%。其中，波音777的CFRP用量約10 t/架，而波音787投入商業(yè)運(yùn)營時其CFRP的使用量已達(dá)到35 t/架；空客公司大型商用飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料亦經(jīng)歷著同樣的變化，即CFRP的使用已從空客A320的 2 t/架提高到A380的35 t/架。

聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚酮（PEEK）和聚醚酰亞胺（PEI）的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料已廣泛用于航空航天產(chǎn)業(yè)。PEEK/碳纖維復(fù)合材料基體的熔點(diǎn)達(dá)335 ℃，具有良好的耐高溫性能，對廣譜有機(jī)和無機(jī)制劑的抵抗能力優(yōu)良，但價格昂貴；PEI/碳纖維復(fù)合材料可承受200 ℃高溫的使用條件，其優(yōu)良的阻燃性能和極低的燃燒發(fā)煙性能是航空飛行器內(nèi)裝飾材料的上佳選擇，此外，PEI材料還具有極佳的絕緣性能，可抵御水解侵蝕并有效防護(hù)紫外線和γ射線危害。

PPS/碳纖維熱塑性復(fù)合材料具備十分好的強(qiáng)力和韌性指標(biāo)，可在200 ℃高溫條件下連續(xù)使用，目前已成功用于航空領(lǐng)域，并有低成本的競爭優(yōu)勢。目前這種材料已在Forkke-50飛機(jī)門底架及空客A340和A380的龍骨梁和托架材料上使用。A380型商用飛機(jī)采用了1 000多種PPS/碳纖維復(fù)合材料配件，其總重量超過2.5 t。以飛機(jī)座椅支架材料核計，每個PPS/碳纖維材料的座椅架重150 g，而使用鋁合金則重達(dá)280 g，這充分顯示了PPS/碳纖維復(fù)合材料在性能/重量比方面的優(yōu)勢。

美國ASI公司提供的Pyrograf-Ⅲ系列產(chǎn)品，是一種高石墨化、低成本、細(xì)旦納米碳纖維（CNF），其纖維直徑范圍在70 ～ 200 nm之間，長度為100 μm，而常規(guī)碳纖維的直徑一般為 5 ～ 10 μm。該纖維具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征，可改變碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械性能、電導(dǎo)性能和熱性能。目前，使用Pyrograf-Ⅲ系列納米碳纖維的熱塑性或熱固性工程材料已在美國高性能軍用飛機(jī)F-35和全球鷹無人機(jī)上使用。表 3 為Pyrograf-Ⅲ系列納米碳纖維的技術(shù)特征。

2.2 CFRP在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用強(qiáng)勁增長

依據(jù)復(fù)合材料預(yù)測與咨詢公司（CFC）的研究報告，從2011 — 2020年，全球碳纖維的總產(chǎn)量將增長235%，2015年產(chǎn)量將達(dá)到92 340 t/a，其中工業(yè)用途占75%，航空航天用途占15%。

2.2.1 汽車產(chǎn)業(yè)促進(jìn)了低成本碳纖維的技術(shù)進(jìn)步

隨著原油供給的波動，氣候變暖加上日益嚴(yán)峻的環(huán)境狀況，提高陸地運(yùn)輸?shù)娜加托室殉蔀槿祟惿媾c發(fā)展的焦點(diǎn)課題之一。預(yù)計2020年全球汽車的產(chǎn)能將達(dá)到 1 億輛，其中超級轎車5 000輛，豪華級轎車50萬輛，一般豪華級轎車500萬輛，普通轎車產(chǎn)量將接近9 500萬輛。汽車產(chǎn)業(yè)的巨大市場呼喚低成本碳纖維的研究與開發(fā)。而據(jù)報道，新一代乘用車使用的輕質(zhì)化結(jié)構(gòu)材料可使汽車運(yùn)行時的油耗達(dá)到128 km/加侖的指標(biāo)。

CFRP重量僅為普通鋼材的1/5，可減輕乘用車體的重量，從而提高燃油效率。碳纖維高昂的成本成為阻礙CFRP進(jìn)入汽車產(chǎn)業(yè)的門檻。目前，航天用級別的碳纖維斷裂強(qiáng)度約為600 ～ 1 000 ksi，模量40 ～ 60 Msi，成本15 ～ 50美元/磅；標(biāo)準(zhǔn)級別的碳纖維斷裂強(qiáng)度約為550 ～ 650 ksi，模量32 ～ 37 Msi，成本 7 ～ 14美元/磅。依據(jù)美國ORNL實(shí)驗(yàn)室的研究報告，低成本碳纖維的加工成本應(yīng)從 8 美元/磅降至 5 美元/磅。采用低成本CFRP的乘用車重量可減輕60%，燃油消耗下降30%，CO2排放量減少10% ～ 20%。

現(xiàn)實(shí)的碳纖維生產(chǎn)中，原絲成本占總生產(chǎn)成本的比例最高，約為59%；其他，穩(wěn)定化/氧化成本占13%，碳化/石墨化成本占19%，纖維表面處理成本占4%，卷繞工藝/包裝成本占5%。表 4 為低成本碳纖維開發(fā)工藝中部分可利用的原絲材料的技術(shù)特征。

在Zoltek與Weyerhaeuser公司合作開發(fā)的低成本碳纖維中，原絲材料選用了PAN與木質(zhì)素混合原料體系。兩原絲組分木質(zhì)素/PAN的配比選擇為15/85、20/80、25/75和45/55，其中木質(zhì)素的極限含量不高于45%，原絲采用濕法成形工藝，其碳纖維成本可控制在 5 美元/磅。

美國ORNL實(shí)驗(yàn)室與加拿大Lignol等公司合作開發(fā)車用低成本碳纖維復(fù)合材料，目的是提供輕質(zhì)化的復(fù)合材料，以降低乘用車60% ～ 70%的車體重量。該項(xiàng)研究立足于天然可再生資源，即制漿造紙企業(yè)的副產(chǎn)品木質(zhì)素，目前全球每年約可提供 2 億t木質(zhì)素副產(chǎn)品，價格在1.1美元/kg上下。

木質(zhì)素基碳纖維的加工成本構(gòu)成大致為：木質(zhì)素及其紡絲成形0.5美元/磅，氧化工序0.75美元/磅，碳化工藝0.65美元/磅，石墨化0.7美元/磅，表面處理0.1美元/磅，卷裝0.15美元/磅，總成本可控制在2.85美元/磅左右。ORNL實(shí)驗(yàn)室的木質(zhì)素基低成本碳纖維的商業(yè)化生產(chǎn)裝置預(yù)計2014年可投入商業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)。

Dow Chemical（陶氏化學(xué)）公司選用聚烯烴原料（PP或PE）替代傳統(tǒng)的PAN原絲，初始實(shí)驗(yàn)得到的碳纖維總成本下降幅度達(dá)50%。ORNL實(shí)驗(yàn)室以聚烯烴原絲加工低成本碳纖維的研究成果顯示，聚烯烴原絲的實(shí)際得率可達(dá)65% ～80%，原絲成本可控制在0.5 ～ 0.75美元/磅之間。

2.2.2 CFRP在風(fēng)能透平上的使用

近年來，全球風(fēng)能透平技術(shù)發(fā)展很快，特別是海上風(fēng)能透平已由 3 MW進(jìn)入 5 MW水平，其葉片長度可達(dá)45 m甚至更長。丹麥Vestas公司和西班牙Gamesa公司在CFRP葉片材料開發(fā)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。減輕風(fēng)能透平葉片的重量，可以改善負(fù)荷下裝置的運(yùn)行狀態(tài)，提升運(yùn)轉(zhuǎn)效率。CFRP葉片具有優(yōu)良的性能/重量比，和傳統(tǒng)玻璃纖維復(fù)合材料（GFRP）相比，其固有的耐疲勞性能更具比較優(yōu)勢。目前海上CFRP風(fēng)能透平葉片長度可達(dá)45 m，其重量較之于傳統(tǒng)復(fù)合材料要降低約20%。

預(yù)計未來 5 年間，8、10 MW的風(fēng)能透平機(jī)組可投入運(yùn)轉(zhuǎn)，其配置的葉片長度可達(dá)80和100 m。長100 m、采用GFRP的葉片，其重量約為50 t，而選用CFRP其重量可以降低20% ～ 30%?？紤]到碳纖維價格因素，使用玻璃纖維/碳纖維混合增強(qiáng)方式亦是可選擇的技術(shù)途徑。

據(jù)CFC公司預(yù)測，2019年全球?qū)⑸a(chǎn)27 000臺風(fēng)能透平和82 000片葉片，其中CFRP葉片將占6%的份額。通用動力（GE）使用24 K標(biāo)準(zhǔn)模量碳纖維制作的新一代風(fēng)能透平機(jī)組，葉片長度為48.7 m；Zoltek公司計劃在目前13 000 t/a的基礎(chǔ)上，將碳纖維產(chǎn)能擴(kuò)大到20 000 t/a，以滿足日益增長的風(fēng)能透平市場的需要。

雖然如此，CFRP風(fēng)能透平技術(shù)及其應(yīng)用拓展仍面臨著葉片加工技術(shù)和碳纖維價格的挑戰(zhàn)，畢竟碳纖維價格昂貴，是傳統(tǒng)適用的玻璃纖維的10 ～ 20倍。

近來，Bayer（拜耳）公司開發(fā)了新型聚氨酯樹脂，即“Baytubes”產(chǎn)品，這是一種碳納米管的PU增強(qiáng)復(fù)合材料，旨在改善風(fēng)能透平葉片的強(qiáng)度，據(jù)稱可比傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的斷裂韌性提升48%，而總制造成本降低16%。

2.3 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料市場新的增長點(diǎn)

2.3.1 散裝天然氣的儲運(yùn)與壓力容器

天然氣在全球能源消耗中約占1/4的份額，未來10年作為重要能源，其市場份額有望超過30%。散裝天然氣的貯運(yùn)和大容量壓力容器的開發(fā)因此也成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)之一。

壓縮天然氣（CNG）是現(xiàn)實(shí)運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)燃油的可替代品之一，不僅清潔且具有最為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。2010年全球壓力天然氣、汽車用貯氫罐市場碳纖維的消耗量達(dá)1 480 t，預(yù)計2019年其需求量將增長 8 倍，達(dá)11 470 t。目前我國液化天然氣的對外依存度為8.53%，基于未來10年乃至更長時期的能源需求，國內(nèi)液化天然氣的對外依存度可能將達(dá)到50%以上。

（1）散裝天然氣的儲運(yùn)和使用

目前全球范圍內(nèi)行駛的壓縮天然氣動力汽車預(yù)計已達(dá)1 000萬輛，其中美國城際間的CNG動力車已占20% ～ 25%。一般情況下，每輛汽車需配備 1 ～ 2 個供給單元，每個單元需配置 2 ～ 4 個CNG貯罐。容積120 L、使用壓力200 bar的CNG貯罐大約需要20 ～ 22 kg碳纖維，散裝運(yùn)輸?shù)腃NG壓力容器直徑達(dá) 1 m，長度12 m，容積500 L，貯罐重量僅為鋼質(zhì)容器的1/5 ～ 1/3。較低的瓶體重量和較高的使用壓力可有效降低壓縮天然氣的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。預(yù)計2014年全球散裝CNG運(yùn)輸壓力容器使用的CFRP材料將耗用5 000 t碳纖維。表 5 為使用不同材質(zhì)的CNG容器的性能比較。

散裝天然氣壓力容器通常在5 000 psi條件下使用，結(jié)構(gòu)設(shè)計極佳的容器的使用壓力可達(dá)10 000 psi。Lincon公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)天然氣壓力容器可以滿足ISO的品質(zhì)要求，容器長40英尺，每只貯罐需耗用5 000磅CFRP。

Trans公司的CFRP壓力貯罐長20或80英尺，適用于駁船拖車和鐵路運(yùn)送，其重量約為38 000磅，較之于鋼質(zhì)容器要輕40%。近來歐洲天然氣供給格局面臨調(diào)整，歐盟、烏克蘭和土爾其每年使用的1 500億m3俄羅斯天然氣，將取道海路由美國運(yùn)至歐洲，為此歐美需要添加200艘液化天然氣海上運(yùn)輸船支（每條船的運(yùn)送量以17.4萬m3計算，造價約1.9億美元）?？v觀當(dāng)今世界造船業(yè)，歐美雖有能力建造液化天然氣運(yùn)輸船只但已退出該項(xiàng)業(yè)務(wù)多年，目前只有韓國、日本和中國具備大量建造這種船的能力。其中，韓國造船業(yè)訂單較多，而日本為了應(yīng)對核事故，國內(nèi)使用天然氣能源的呼聲高漲，因此造船業(yè)先得滿足其國內(nèi)需求，這就給我國的造船業(yè)及相關(guān)復(fù)合材料的開發(fā)帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

（2）儲氫容器

汽車工業(yè)的發(fā)展需要安全高效的貯氫技術(shù)，目前壓力為37 ～ 70 MPa的壓力貯氫容器已實(shí)現(xiàn)實(shí)際使用。美國Quatum和波音公司合作開發(fā)的10 000 psi壓力貯氫容器的技術(shù)性能亦已達(dá)到美國國家能源局（DOE）的要求。表 6 為壓力貯氫容器的技術(shù)特征。

高壓液相貯氫容器使用的CFRP，多系航空航天級別的碳纖維，通常復(fù)合材料要承受23 500 psi的頂破強(qiáng)力試驗(yàn)。選用的高端碳纖維材料為24 K，抗張強(qiáng)力700 ～ 1 000 ksi，抗張模量33 Msi，拉伸應(yīng)變2.1%，單絲直徑 7 μm，接近東麗公司T-700水平。

使用高性能碳纖維的復(fù)合材料，成本因素制約著貯氫容器的使用，如T-700價格達(dá)15美元/磅，而一般商業(yè)級碳纖維價格僅 8 美元/磅。Quatum公司開發(fā)的10 000 psi壓力貯氫容器，其原料碳纖維的成本擬不超過10美元/磅，貯氫能源消費(fèi)價格擬為10美元/（kW？h），而規(guī)模化生產(chǎn)后市場可接受的消費(fèi)價格僅為 5 美元/（kW？h），因此貯氫容器的大規(guī)模推廣應(yīng)用還需要時間。

為給車用燃料電池提供安全高效的能源，美國DOE要求壓力容器的貯氫量與容器的總重量比不低于6%。近年來采用物理吸附方法的貯氫技術(shù)取得了一些進(jìn)展，以納米碳纖維為介質(zhì)、氣相物理吸附氫的方式，吸附能力是高壓液相貯氫能力的兩倍以上。

物理吸附貯氫工藝使用的納米碳纖維的單絲直徑分布為5 ～ 500 nm，纖維長度 5 ～ 100 mm。吸附于常溫、12 ～ 15 MPa下完成。貯氫容器的納米碳纖維的裝填量 21 ～ 30 kg，貯氫能力10% ～ 15%（wt%），要求乘用車可連續(xù)行駛500 km。2.3.2 海洋再生能源的利用

據(jù)統(tǒng)計，目前全球約有15個國家和地區(qū)的100余套海上能源轉(zhuǎn)換裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)中，其中英國計劃在2011 — 2015年間安裝300 MW海上能源裝置，預(yù)計海浪能的成本控制在0.48美元/（kW？h）以內(nèi)，潮汐流能成本在0.39美元/（kW？h）以內(nèi)。

海上再生能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)十分類似于水下風(fēng)能透平裝置，大致可分為 4 種類型，即：（1）潮汐流能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（TISEC），主要包括臥式軸向能轉(zhuǎn)換透平、立式軸向能轉(zhuǎn)換透平、震蕩式水力翼柵能轉(zhuǎn)換裝置；（2）海浪能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（WEC）；（3）陸風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置；（4）海洋熱能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)（OTEC）。

依據(jù)美國國家再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的研究報告，20%的海洋能源在運(yùn)轉(zhuǎn)效率50%的條件下，就可以取得相當(dāng)于傳統(tǒng)水電的能源。清潔的海上再生能源的利用將降低溫室氣體的排放，有助于改善人類的生存環(huán)境，預(yù)計海洋能將占美國能源需求的20%。

海浪是重要的海上可利用再生能源，海上能源的開發(fā)利用孕育著巨大的潛力。以加拿大為例，其海上能源勘測顯示，西部海域潛在的海浪能源達(dá)56 000 MW，潮汐能源達(dá)4 014 MW，預(yù)計2050年加拿大海洋能源的利用可達(dá)到15 000 MW。

加拿大Marine公司在愛爾蘭建設(shè)了1.2 MW的潮汐流能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，并計劃再安裝 3 臺1.2 MW潮汐流透平，以滿足3 000戶溫哥華居民使用。2014年，2 MW“Seagen-F”潮汐流透平在美國和加拿大投入運(yùn)行。Verdant公司的潮汐流透平亦已在運(yùn)轉(zhuǎn)中。

目前運(yùn)轉(zhuǎn)中的40 MW小型海洋能轉(zhuǎn)換裝置基本分布于歐洲和北美地區(qū)，還有超過100家的海洋能工程計劃施工，其中基于潮汐方式的裝置占60%，利用海浪能的方式占40%。2013年，70 MW規(guī)模的海洋能轉(zhuǎn)換器亦在建設(shè)中。表 7 為50 MW潮汐流能轉(zhuǎn)換裝置投資成本的構(gòu)成。

海浪和潮汐流能轉(zhuǎn)換裝置的使用壽命一般為20年。海洋能源的成本構(gòu)成中，設(shè)備成本海浪能占31%，潮汐流能占13%；基礎(chǔ)與系泊部件分別占6%和14%；運(yùn)轉(zhuǎn)和維修成本分別占17%和19%。CFRP具有強(qiáng)度/重量比優(yōu)勢，可有效改善海浪和潮汐流能轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)備結(jié)構(gòu)，最大限度地降低維修工作量，提升海洋能源利用的成本效率。

3 碳纖維技術(shù)進(jìn)步的新動向

3.1 納米碳纖維開發(fā)、生產(chǎn)和與應(yīng)用已初具規(guī)模

航天器的動力和推進(jìn)系統(tǒng)，使用高性價比的復(fù)合材料可以有效改善飛行器的性能和效率。美國航空航天局（NASA）立足于傳統(tǒng)聚合物工程方法及納米技術(shù)，即以納米碳纖維為增強(qiáng)相、用以改善航天用復(fù)合材料機(jī)械性能的研究取得了新進(jìn)展，如使用PR-19型納米碳纖維的聚酰亞胺復(fù)合材料的耐老化性能可提升40%。

近來，納米碳纖維在貯氫容器上的使用也展示出其獨(dú)特的性能與高效率的特點(diǎn)。采用CFRP材料的壓力貯氫容器能力可達(dá)5%，而以納米碳纖維為介質(zhì)，采用物理吸附方法，其貯氫能力可超過6.5%的指標(biāo)，達(dá)到15%。依據(jù)美國國家能源局的預(yù)測，目前全球納米碳纖維的需求量約為1 500 t，這種材料的市場需求和發(fā)展?jié)摿κ挚捎^。

3.2 對低成本碳纖維與高品質(zhì)碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的追求

據(jù)統(tǒng)計，美國運(yùn)輸車輛的燃油消耗約占其石油消費(fèi)的70%，每年全美道路車輛的CO2排放量高達(dá)18.5億t；我國汽轎車的產(chǎn)銷量已達(dá)2 200萬輛，燃油消耗的依存率60%，汽車尾氣排放亦是1/4國土面積霧霾籠罩的重要因素。提高乘用車的燃油效率已成為人們的共識。減輕乘用車10%的重量，約可提高6% ～ 8%的燃油效率。因此，使用低成本的碳纖維復(fù)合材料，是提高汽車燃油效率的最實(shí)際途徑。

汽車市場呼喚低成本碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，而碳纖維的產(chǎn)品品質(zhì)亦需不斷地改善和提高。上世紀(jì)80年代，碳纖維表面缺陷的控制一般在微米水平，90年代碳纖維表面品質(zhì)的控制提高到亞微米水平，進(jìn)入21世紀(jì)已經(jīng)達(dá)到了納米級。對高品質(zhì)產(chǎn)品的不懈追求無疑促進(jìn)了碳纖維行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

3.3 碳纖維技術(shù)進(jìn)步需要全產(chǎn)業(yè)鏈合作

碳纖維的生產(chǎn)、供給與應(yīng)用需要持續(xù)投入，它要求碳纖維生產(chǎn)和應(yīng)用方共同面對不斷變化的市場需求，需要碳纖維原絲、纖維生產(chǎn)、復(fù)合材料設(shè)計與開發(fā)以及終端應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈合作，以實(shí)現(xiàn)最佳的成本效率。近年來，在低成本碳纖維的開發(fā)中，出現(xiàn)了東麗公司、戴姆斯勒公司以及專注于高端復(fù)合材料研究的ACE公司合作，陶氏化學(xué)、美國福特汽車和ORNL實(shí)驗(yàn)室的合作案例，從這些案例可清晰地看到碳纖維未來發(fā)展亟需的合作理念。

4 結(jié)語

我國從事碳纖維研發(fā)工作已有近50年，盡管目前國內(nèi)已有30余家碳纖維企業(yè)，名義產(chǎn)能不小，但從產(chǎn)品品質(zhì)、成本效率等方面考量，尚不完全具備工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的水平。高端纖維材料的研究與開發(fā)，需要人員與資金的持續(xù)投入，亦需要科學(xué)的發(fā)展理念。

參考文獻(xiàn)

[1] Carbon fiber：A quieter year in terms of announcements[J]. JEC Composites，2013，81（5）：22-25.

[2] Karen Wood. Wind turbine blades： Glass vs. carbon fibers[J]. Composites Technology，2012（6）：19-22.

[3] 羅益鋒. 碳纖維及其復(fù)合材料的最新市場發(fā)展及前景[J]. 紡織導(dǎo)報，2013（11）：42-48.