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1971年，TORAY成了世界上第一人制造商，從事PAN基碳纖維的人型工業(yè)化生產(chǎn)，并將其產(chǎn)品命名為“TORAYCA”，是TORAY碳纖維的縮寫。目前，TORAY是全球生產(chǎn)和營銷碳纖維的領導者。 目前，全世界主要生產(chǎn)兩種碳纖維。一個是PAN基碳纖維以聚丙烯腈為原料，另一個是瀝青基的碳纖維，由煤、石油利合成瀝青蒸餾而成瀝青，然后再聚合成纖維。 在強度上PAN基的碳纖維要優(yōu)丁瀝青基的碳纖維，因此在全世界的碳纖維生產(chǎn)中占有絕對性的壓倒優(yōu)勢。 1.碳纖維的生產(chǎn)工藝 對于碳纖維的生產(chǎn)工藝，當生產(chǎn)PAN基碳纖維的時候，被稱為“母體”的聚丙烯腈纖維首先要通過聚合和紡紗工藝加工聚丙烯腈而成。然后，將這些母體放入氧化爐中在200到300攝氏度進行氧化。另外，還要在碳化爐中，在溫度為1000到2000攝氏度間進行碳化制成碳纖維。除了常規(guī)類型的細碳纖維之外，PAN基碳纖維還包括粗纖維，被稱為“人絲束類型碳纖維”，這種粗纖維的生產(chǎn)成本比較低。 2.碳纖維特性 正如通常人們所說的，碳纖維比鋁還要輕比鋼還要硬，它們的比重是鐵的四分之一，比強度是鐵的十倍。通過與其它纖維的這種比較，你就可以初步了解碳纖維的特性。還有，碳纖維首先是一種物質，是由和鉆石同等材質的碳制成的。出于這種原因，另外還有在優(yōu)越的抗張強度利抗拉模量，碳纖維在化學組成上非常穩(wěn)定，并且具有高抗腐蝕性。碳纖維的其它特性包括高度的X射線穿透性，較高的抗化學，抗熱和抗低溫能力。 碳纖維的這些特性也就意味著他們可以被應用于很多的領域。主要的應用包括體育運動，例如高爾大球棒和釣魚桿;航空應用包括飛機元件;和工業(yè)應用。隨著工業(yè)的不斷進步，人們正在尋找很多具有新能的材料，碳纖維的需求在逐漸增長，廣泛地應用于醫(yī)療設備、壓力容器、土木工程和建筑材料、能源、其它新的工業(yè)應用上。碳纖維的生產(chǎn)成本也在逐漸降低，加工技術趨向多元化，制造商可以按照具體的應用提供一系列的碳纖維產(chǎn)品。所有的這些都支撐了以工業(yè)應用為中心的新型應。 3.碳纖維的產(chǎn)品形式及制造工藝 碳纖維有四種產(chǎn)品形式:纖維，布料，預浸料坯，和切短纖維。布料指的是由碳纖維制成的織品。預浸料坯是一種產(chǎn)品，是將碳纖維按照一個方向一致排列，并將碳纖維或布料剛樹脂浸泡使其轉化成片狀。切短纖維指的是短絲。 按照不同的配比，這些產(chǎn)品和樹脂一起應用將形成碳纖維強化塑料(CFRP)。 將樹脂附在纖維上可以制成壓力容器和軋滾，將它們纏繞在一個芯兒上，然后進行塑化或硬化處理。這種方法被稱為“纏繞成型法”。 將布料放入一個模型中，然后剛樹脂浸泡，可以川米生產(chǎn)卡=乍和劃艇的車身部分。這就是所說的“樹脂轉注成型法(RTM)”。 飛機元件的制造是通過在高壓釜中給預浸料坯加熱，加壓和塑化成型而成的。將預浸料坯纏繞在一個芯兒上，然后將其加熱和塑化，這就是所說的“薄片纏繞法”，用這種方法可以用來制成高爾夫球棒利釣魚桿。短絲與樹脂混合可以形成混合物，經(jīng)過加工后可以生產(chǎn)山機器元件和其它產(chǎn)品。 過去，預浸坯料是應用最廣泛的碳纖維形式，通過在反應釜內(nèi)利用薄片纏繞法預制而成。然而，近來，隨著新的工業(yè)應用的開發(fā)，纖維纏繞成型法，混合物和其他的預制方法得到了更加廣泛的發(fā)展。像RTM這樣的成型法的應用，使得制造商可以更加有效地制成大型產(chǎn)品。碳纖維與最合適的樹脂及預制工藝的結合使得碳纖維的應用更加具有吸引力。 4.應用的發(fā)展 目前，各種應用占碳纖維年需求的比例如下:體育應用大約為30%，航空應用為10%，工業(yè)應用為60%。 體育應用中的三項重要應用為高爾夫球棒，釣魚桿和網(wǎng)球拍框架。目前，據(jù)估計每年的高爾大球棒的產(chǎn)量為3400萬。按照《國家利地區(qū)分類，這些高爾大球棒主要產(chǎn)地為美國，中國，日本和中國臺北，美國和日本是高爾夫球棒的主要消費地占80%以上。全世界40%的碳纖維高爾大球椿都是由TORAY的碳纖維制成的。 全世界碳纖維釣魚桿的產(chǎn)量人約為每年2000萬副，這就意味著這種應用對碳纖維有著穩(wěn)定的需求。 網(wǎng)球拍框架的市場容量人約為每年600萬副。其它的體育項目應用還包括冰球棍，滑雪杖，射箭，和自行車，同時，碳纖維還應用在劃船，賽艇，沖浪，和其它的海洋運動項目中。 在1 992年問，航空應川中對碳纖維的需求開始有所減少，主要是受到了商業(yè)飛機業(yè)衰退的影響，但是在1995早期有得到了迅速的恢復�；謴偷闹饕�原因是由于生產(chǎn)效率在整體上都得到了提升，同時也開始全力生產(chǎn)波音777飛機，TORAY的碳纖維被用做結構材料，包括水平和垂直的橫尾翼和橫梁，這兩部分結構是如此的重要，如果他們受損，那么整個飛機在飛行的過程中就可能墜毀。這些材料被稱為“首要的結構材料”，因為他們是如此的重要，所以對他們的質量要求是極其苛刻的。對于波音777飛機，TORAY是波音公司指定的唯一有資格的碳纖維制造商。 歐洲空客也在他們的飛機上使用了大量的碳纖維，TORAY的TORAYCA碳纖維有望將被大量地應用在他們的新型客機A380上。 在工業(yè)領域，碳纖維的應用也相當廣泛，作為材料，它們正在替代金屬和混凝土來滿足環(huán)境、安全和能源要求，在工業(yè)領域對碳纖維的需求量正在呈現(xiàn)上升趨勢。 在土木工程和建筑領域，應用碳纖維的抗震修復和加強法是一項主要突破，正在此領域得劍更加廣泛的推廣。在鐵路建筑中，大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻在未來會有很好的應用，這些也將是很有前景的應用。壓力容器主要用在汽車的受壓大然氣(CNG)箱上，如圖所示，還用在救火隊員的固定式呼吸器(SCBA)上。CNG罐源于美國和歐洲國家，現(xiàn)在日本和其他的亞洲國家也對這項應用表現(xiàn)山了極大的興趣。 碳纖維的其它應川包括機器元件、家用電器、微機、及與半導體相關的設備的復合材料的生產(chǎn)，可以用來起劍加強，防靜電，和電磁波防護的作用，另外，在X射線儀器市場上，碳纖維的應用可以減少人體住X射線下的暴露。 隨著碳纖維成本的連續(xù)降低，和世界范同內(nèi)的環(huán)保要求的提高，碳纖維開始被應用于汽車領域，將來它們會被應用做尾部沸騰器，發(fā)動機，傳動軸和燃料箱材料，在未來將有很好的前景。 5.碳纖維市場的歷史 碳纖維的全方位商業(yè)化始丁20世紀70年代，70年代是高爾大球棒和釣魚桿應用的引入和發(fā)展時期，主要是在日本。在80年代早期，碳纖維開始被廣泛地川在客機和航空飛行器上作為結構材料，主要是用在歐洲和北美。 然后，人們提高了對碳纖維的認識，開始把它當成一種高質苗的材料，并在20世紀80年代中期得到了飛速的增長。在80年代中期，空客公司開始將CFRP作為首要的結構材料應用在它們的飛機上，而且，隨著碳纖維在網(wǎng)球和新的體育項目的應用，碳纖維市場得劍了穩(wěn)步的擴展。盡管住1991年的海灣戰(zhàn)爭之后，航空業(yè)的發(fā)展走向衰退，全球經(jīng)濟開始停止不前，碳纖維的需求增長也趨向緩慢，白90年代中期以斤，碳纖維的工業(yè)應剛開始成為新的需求增長點。尤其是，歐洲和北美開始將碳纖維應用與壓力容器上，這種增長非常顯著，由丁1995年的神戶人地震，加快了抗震加固應用的需求。在未來，預計碳纖維的主要應用領域將側重于工業(yè)應用，而且這一需求將會穩(wěn)步增加。 另外，新一帶的航天計劃和與汽下相關的應用都將促進碳纖維的工業(yè)化應用。 6.供需狀況 在2004年，常規(guī)型的碳纖維的產(chǎn)能約為25000 噸，其中75%由和日本相關的制造商生產(chǎn)。另外，低成本的粗碳纖維一被稱為“人絲束類型”的碳纖維的產(chǎn)量也有幾千噸，人絲束類型已經(jīng)開始被用于低端的體育和工業(yè)應用中，同時也被應用于過去只有玻璃纖維才涉及的領域。 對丁碳纖維米說，通常所說的70%的宣布的產(chǎn)能是實際的產(chǎn)能。所宣布的產(chǎn)能通常是以標準產(chǎn)品類型為基礎進行計算的，但是對于碳纖維，除了具有標準強度和模量的標準產(chǎn)品之外，還有很多其他的根據(jù)技術特性而定的等級產(chǎn)品。纖維的粗度也不盡相同，因此，按照產(chǎn)品類型和纖維粗度來劃分，他們的產(chǎn)能是不同的。在生產(chǎn)多種產(chǎn)品的時候，換產(chǎn)會很浪費時間。因此，實際的產(chǎn)能通常會低于宣布的產(chǎn)能。 從2003到2010年按照應用和領域來劃分的全球需求和需求預測。到2010年的這段時間內(nèi)，碳纖維的需求將每年增長7.5%。預計到2010年碳纖維的總需求量將達到32000噸。

回答者：2016-09-04 00:00