碳纖維復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用可行性如何?
由于炭素產(chǎn)品短缺,,產(chǎn)品利潤率很高,,炭素企業(yè)經(jīng)濟效益普遍看好。碳素制品曾被稱為“黑金”,。碳企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn),,全國各地有近400家公司。但在近400家炭素企業(yè)中,,有配套工藝的大型企業(yè)只有40多家,。而這40家炭素企業(yè)中,,主導(dǎo)產(chǎn)品超過5萬噸的只有兩家。從炭素材料的發(fā)展現(xiàn)狀可以看出,,整個炭素行業(yè)中小企業(yè)眾多,,規(guī)模較小,難以形成有效的競爭力,。以主導(dǎo)產(chǎn)品石墨電極為例,,國內(nèi)近400家炭素企業(yè)的產(chǎn)量已達45萬噸,是需求的一倍多,。2002年,,碳被統(tǒng)計的33家企業(yè)生產(chǎn)石墨電極22.37萬噸,未被統(tǒng)計的企業(yè)生產(chǎn)石墨電極約2-3萬噸,,進口約2萬噸,。國內(nèi)生產(chǎn)和進口石墨電極的資源總量共計27萬噸,而2002年石墨電極的表觀消費量約為18萬噸,,生產(chǎn)遠大于需求,。由于供需矛盾,各炭素企業(yè)的市場競爭越來越激烈,,甚至出現(xiàn)了競相壓價,、無序競爭的局面。市場難以掌控,,使得炭素行業(yè)整體效益遭受巨大損失,。
為適應(yīng)市場需求,近年來,,中國炭素企業(yè)通過不斷努力,,在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整方面取得了很大進展。1997年,,我國生產(chǎn)超高功率石墨電極5500噸,,占石墨電極總量的2.5%。2002年生產(chǎn)超高功率石墨電極2.34萬噸,,占石墨電極總量的10.4%,,比1997年提高7.9個百分點。1997年,,中國生產(chǎn)高功率石墨電極6.1萬噸,,占石墨電極總產(chǎn)量的28%。2002年生產(chǎn)石墨電極8.51萬噸,,占石墨電極總產(chǎn)量的38%,,比1997年增長10%。雖然我國炭素行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整較快,但市場所需的大尺寸超高功率石墨電極仍需進口和補充,。或許,,中國炭素行業(yè)將繼續(xù)加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐,,努力生產(chǎn)大型超高功率石墨電極,滿足國內(nèi)大型電爐生產(chǎn)需求,,減少進口,。企業(yè)不適應(yīng)市場,就難以生存和發(fā)展,。中國炭素企業(yè)應(yīng)加快適應(yīng)市場的步伐,,不斷壯大實力,積極參與市場競爭,。這是中國碳材料的發(fā)展之路,。
炭素工業(yè)屬于基礎(chǔ)原材料工業(yè),是國民經(jīng)濟發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)材料,?!吨袊克匦袠I(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀及投資前景預(yù)測報告》顯示,炭素材料已成為全球大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用的高性能材料的首選,。傳統(tǒng)的碳材料是人造金剛石和耐高溫石墨,,而新世紀最引人注目的新型碳材料是碳纖維復(fù)合材料和石墨烯。碳纖維具有許多優(yōu)異的性能,,如高強度,、高模量、低比重,、耐高溫,、抗疲勞、導(dǎo)光,、易加工等,。它正逐漸取代傳統(tǒng)材料,廣泛應(yīng)用于航空航天和軍事領(lǐng)域,,并開始滲透到國計民生的方方面面,。
碳纖維復(fù)合材料屬于高端應(yīng)用,代表了一個國家的整體科技和產(chǎn)業(yè)化水平,。最重要的應(yīng)用是在航空航天等高端領(lǐng)域,,至少有20到30年的發(fā)展空間。業(yè)內(nèi)人士表示,,如果將碳纖維復(fù)合材料用于飛機制造,,將比目前的鋁合金減重20%至40%,在節(jié)能方面顯示出巨大的效益。目前,,我國雖然是碳素產(chǎn)品生產(chǎn)和出口大國,,但高端產(chǎn)品在國際市場上很難有話語權(quán)。在一些領(lǐng)域的高科技炭素制品和特種炭素制品方面,,我們與炭素強國還有差距,。以下炭材料發(fā)展現(xiàn)狀分析。
碳材料發(fā)展的現(xiàn)狀表明,,中國的經(jīng)濟增長一直在上升,。在這種大環(huán)境下,炭素行業(yè)發(fā)展迅速,,逐漸成為我國主要的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè),。然而,碳材料發(fā)展現(xiàn)狀已遭遇瓶頸期,,急需盡快恢復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展動力,。
碳是自然界最重要的元素之一,與人類息息相關(guān),。它具有SP,、SP2和SP3雜化的各種電子軌道特征,SP2的各向異性導(dǎo)致晶體的各種取向和其他排列,。因此,,以碳為唯一組成元素的碳材料具有各種各樣的性質(zhì),新的碳材料不斷被發(fā)現(xiàn)并被人工制造出來,。事實上,,沒有任何一種元素可以像碳一樣作為單一元素形成如此多的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)完全不同的物質(zhì),比如三維的金剛石晶體,、二維的石墨片層,、一維的卡賓和碳納米管、零維的富勒烯分子,。

