上榜理由

輕量化之王、“瘦身革命”的領導者

碳纖維作為一種性能優異的戰略性新材料，其密度不到鋼的1/4、強度卻是鋼的5-7倍。與鋁合金結構件相比，碳纖維複合材料減重效果可達到20％-40％；與鋼類金屬件相比，碳纖維複合材料的減重效果可達到60％-80％。

材料簡介

碳纖維（Carbon Fiber，簡稱CF）是指含碳量在90%以上的高強度高模量纖維，是由有機纖維（粘膠基、瀝青基、聚丙烯腈基纖維等）在高溫環境下裂解碳化而成。

高性能碳纖維具有質輕、高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、抗沖刷及濺射以及良好的可設計性、可複合性等一系列其他材料所不可替代的優良性能，是火箭、衛星、導彈、戰鬥機和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰略新興材料。

碳纖維與常用材料的力學性能對比

應用領域

航空航天、新能源、軌道交通、汽車、建築、手機、電腦、體育用品…

發展曆程

1878年，英國斯旺用棉纖維碳化制成電燈泡燈絲

1879年，美國發明家愛迪生竹纖維碳化制成電燈泡燈絲

1959年，美國UCC公司生産低模量粘膠基碳纖維

1959年，日本進藤昭男發明PAN基碳纖維

1965年，日本群馬大學大谷杉郎發明瀝青基碳纖維

1972年，碳纖維開始應用于體育用品，如魚竿、高爾夫球棒等

1982年，碳纖維開始應用于航空航天，相繼使用于波音757、767以及空客A310等機型

1993年，碳纖維開始應用于工業制造，如船艇、建築等

2005年以後，碳纖維被全面使用，如風電葉片、新能源汽車等

行業發展目标

《中國制造2025》中提出，2020年國産高強碳纖維及其複合材料技術成熟度要達到9級，實現在汽車、高技術輪船等領域的規模應用；2025年國産高強中模、高模高強碳纖維及其複合材料技術成熟度要達到9級；力争在2025年前，結合國産大飛機的研發進程，航空用碳纖維複合材料部分關鍵部件取得CAAC/FAA/EASA等适航認證。碳纖維（T800級）拉伸強度≥5.8GPa，CV≤4%，拉伸模量294GPa，CV≤4%。

市場規模預測

據MarketsandMarkets的統計及預測數據顯示，2019年全球碳纖維市場規模約為47億美元，預計到2029年将增長至133億美元， 2020-2029年的複合年增長率為11.0％。

就細分産品和應用市場而言，PAN基碳纖維将繼續占據主導地位，航空航天和國防工業将占據主要的市場份額。

主要研究單位/公司

國内：光威複材、中簡科技、中複神鷹、恒神股份、金發科技、方大炭素、吉林化纖、中航高科、南京化纖、金博股份…

國外：東麗（Toray）、赫氏（Hexcel）、帝人東邦（TEIJIN）、三菱化學（Mitsubishi Chemical）、西格裡( SGL)、氰特-索爾維（CYTEC SOLVAY GROUP）、東麗卓爾泰克（Toray-ZOLTEK）、曉星（HYOSUNG）、阿克薩(Aksa)…

以上排名不分先後，名稱均為簡稱

應用案例

航空航天：美國第四代戰鬥機F-22、大型太陽能無人機奧德修斯、翼龍1D無人機、空客A350系列飛機、“啟明星”20米翼展太陽能無人機、A380客機…

飛機座椅

圖片來源：圖蟲創意

新能源：風電葉片…

風電葉片

圖片來源：圖蟲創意

軌道交通：CETROVO地鐵…

地鐵

圖片來源：圖蟲創意

汽車：蔚來ES6量産車、蘭博基尼SC18、柯尼塞格Regera特别版、電動方程式賽車THRe02、福特GT Carbon Series、前途K50、邁凱倫Senna…

前途K50

圖片來源：圖蟲創意

建築：南京機場改擴建項目、大型開孔結構3D打印涼亭結構建築、重慶一特長隧道的加固修複項目、上海石化碳纖維車間廠房加固項目…

機場航站樓頂棚

圖片來源：圖蟲創意

手機：聯想Z5 Pro 855版、一加6T邁凱倫定制版、OPPO Find X蘭博基尼版…

一加手機

圖片來源：圖蟲創意

體育用品：釣魚竿、高爾夫球杆、自行車、球拍、滑雪杆…

碳纖維釣魚竿

圖片來源：創新材料館®

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