碳纖維下游重點產品應用解析—航空航天

碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱等特性，屬典型的高新技術產品，表一是幾種碳纖維材料的性能比較。

碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱等特性，屬典型的高新技術產品，表一是幾種碳纖維材料的性能比較。主要用于制備先進復合材料(ACM)，已廣泛應用于宇航、體育用品領域、工業領域、交通運輸領域及土木建筑領域。鑒于近年軍事工業上應用的萎縮、碳纖維成本的降低及先進低成本制造復合材料技術的突破，碳纖維復合材料在建筑、工業、交通運輸等方面的應用便成為研究開發的熱點，并取得了一定的突破性進展。
表一：幾種碳纖維材料性能比較

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在宇航領域，由于碳纖維重量輕，剛性、尺寸穩定性和導熱性好，高模量碳纖維很早便應用于人造衛星中。碳纖維在宇航上的應用主要在固體火箭發動機殼體和噴管上。2002年，在宇航領域中碳纖維的需求量大約是4000
t，其應用分布：北美為2500 t，高達62.5 %；歐洲和亞洲分別為1260 t和240 t，分別占26.1 %和4.2
%。據報道，全球碳纖維在航空航天領域中需求增長速度最快，2003-2006年其年均增長率為85%，至2009年以后3年中，仍可保持每年73%的增長速率。在飛機制造方面，小型商務機和直升飛機的復合材料用量已占70%一80%，軍用機30%一40%，大型客機15%一20%。碳纖維在飛機上的比例已從原來的10%-20%上升至50%-80%。

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(1) 在民用大型客機方面，波音和空中客車公司兩大飛機制造商大量采用復合材料。A380客機使用復合材料達25-30
t/架，其中85%是碳纖維增強復合材料(CFRP)。中等尺寸規格的A350飛機中占總質量52%的結構組件將采用復合材料來制造，主要是碳纖維增強塑料材料，B787每架需碳纖維23
t。據市場稱，波音和空中客車每年交付使用客機大約250-350架。2005年波音公司飛機合同650架，空中客車公司417架，2005年底兩大飛機公司交付飛機620架，復合材料用量約1700
t，CFRP約1020
t。據悉，波音公司近十年將有10000架次的市場，未來20年全球將需要25000架大型飛機，總價值約2萬億美元。波音公司還報導，到2020年中國需要1764架商用飛機，是美國本土以外最大的市場。中國航空公司要增加1459架新飛機，僅僅是滿足國內航線。表二為東麗公司用于大型客機的CF性能。

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