碳纖維及復合材料應用（下）
4.體育休閑用品領域
碳纖維輕量化、耐疲勞、耐磨、耐腐蝕，使其很適合應用于體育用品。碳纖維在體育領域的應用主要是高爾夫球棒、釣魚桿和網球拍框架。目前，全每年高爾夫球棒的產量為3400萬副。這些高爾夫球棒的產地主要是美國、、日本和臺灣省，其中美國和日本是高爾夫球棒的主要消費國，占80%以上。40%的碳纖維高爾夫球棒是用日本東麗公司的碳纖維制成的。碳纖維在高爾夫球棒的用量已占碳纖維體育用品的50 %。全碳纖維釣魚桿的產量約2000萬副/年。山東威海光威集團有限責任公司是國內好的碳纖維和玻璃纖維制品生產商，也是上大的碳素釣魚桿廠，該公司每年耗用碳纖維就達500t以上。除此以外，碳纖維在冰球棍、滑雪杖、射箭、自行車、劃船、賽艇、沖浪等體育用品的應用，意味著對碳纖維有著穩定的需求。
碳纖維在體育和民用工業中的應用主要有：高爾夫球桿、棒球棒、賽艇、弓、高爾夫球頭、壘球棒、槳葉、箭桿、網球拍、冰球棒、舵、拳擊手套、羽毛球拍、滑雪板、沖浪板、釣漁竿、滑雪杖、滑雪護腿、自行車、滑水杖、球鞋底、風箏、登山杖、旱冰鞋等。
5.土木建筑領域
隨著碳纖維成本的降低與復合材料制造技術的發展，土木建筑領域成為碳纖維復合材料應用的新市場。利用碳纖維復合材料棒材替代圓鋼，利用碳纖維片材加固或修復橋梁及建筑物，及利用碳纖維增強混凝土等將會有很大的發展。目前在土木建筑領域的應用主要是：復合材料棒材、纖維增強膠接層板、碳纖維增強混凝土、碳纖維復合材料板、碳纖維單向布等。
6.工業領域
近幾年來碳纖維在宇航領域中應用有萎縮的趨勢，在工業應用的市場不斷看好。與宇航和體育休閑用品相比，工業應用對于碳纖維的需求在不斷增長。基礎設施、油氣開采、壓力容器、復合材料輥子、航海構件等應用不斷開發，使碳纖維在這個領域的應用持續增長。歐洲和日本在這方面的開發處于地位，用于工業應用碳纖維的需求量在歐洲大，亞洲其次。據報道，制備注射和模壓用的粒料消耗的碳纖維高達2700t，主要用于生產手機、計算機、辦公設施等，在電磁屏蔽和靜電消散方面的應用也在不斷增長。
7.交通運輸領域
在交通領域，碳纖維擴大應用的大希望在于汽車業。國外的各大主要汽車廠家，均競相開發碳纖維復合材料（CFRP）化的節能、環保和安全性汽車。新一代的汽車要求大大降低能耗，重要的措施之一就是減輕汽車質量，用一般鋼材是不可能實現的，有效的辦法就是應用復合材料。設計表明，一輛典型小車的碳纖維用量可超過113kg，以此推算，僅滿足北美需求，碳纖維復合材料的需求量就達碳纖維總生產能力的100倍。因此碳纖維復合材料用作汽車材料，將具有廣闊的發展前景。目前碳纖維復合材料已獲得應用或正在研究開發應用的領域主要包括：飛輪、壓縮天然氣貯罐、燃氣透平部件、剎車裝置，其它部件如蓄電池、活塞、傳動軸、彈翼、大梁、汽車骨架、螺旋槳芯軸、輪轂、緩沖器、彈簧片、引擎零件、船舶的增強材料等。
8.在能源領域的應用
目前，電阻率在10～10Ω?cm的碳纖維紙屬高性能碳纖維紙，通常稱之高電導率碳纖維紙，在新能源和電化學領域正在廣泛推廣應用?？茖W家經過多種探索，確認高性能碳纖維紙能滿足綠色能源—燃料電池的要求，而且和原炭材料電極相比，還有體積小、質量輕、效率高等優點。現在，用高性能碳纖維紙制作質子交換膜--燃料電池（PEMFC）的氣體擴散層電極材料，已經得到各燃料電池制造商的認同，將很快得到發展。能源方面和貯能方面，像風力發電用葉片、飛輪、電池等應用也不斷擴大。
9.在電子工業的應用
碳纖維除因其優良的力學性能而用于結構材料的增強外，還因其導電性極好且呈非磁性而用作功能材料。在電子工業中也有重要的應用。用碳纖維制作的電子屏蔽裝置具有很好的電磁波吸收能力，碳纖維與聚合物復合成為填充型復合材料，不僅具有良好的屏蔽作用，同時使殼體材料的力學性能大大提高。碳纖維熱塑性復合材料（CFRTP）具有優良的抗拉、抗彎性能，其比強度大于鋁鎂合金；質量輕于鋁鎂合金，且不怕生銹，無需與特殊的熱環境隔離，具有很好的耐震動衰減性和耐疲勞性能，特別適用于制造在交變載荷下工作的電子零部件；其永久抗靜電性、電磁波屏蔽性和耐候性均優于熱塑性塑料（ABS）。所以CFRTP材料已被廣泛地應用于電子電氣領域。如用于制備風力發電機葉片、防爆開關、電磁屏蔽材料、儀表罩殼、精密電子儀器部件、電纜管道等。
隨著碳纖維成本的降低以及復合材料制造技術的發展, 土木建筑和海底油田將是碳纖維復合材料應用領域的新增長點. 以碳纖維復合材料代替傳統金屬材料制作建筑物的橫梁、抗震結構, 補強、修補或加固橋梁, 制造油田勘探和開采器材以及平臺、油、氣儲罐等將會有很大的發展。
碳纖維復合材料自1960年代興起以來，經過40多年的發展，在技術、工藝等各方面都取得了長足的進展，應用領域也在不斷擴展，從以前主要集中在航空航天及代表科技前沿的軍事領域，逐步拓展到工業應用領域，特別是近幾年以來，碳纖維復合材料在土木工程、交通運輸、壓力容器、石油開采、紡織機械方面的應用大幅增長，更有新開發的應用領域不斷見諸報道。如利用碳纖維復合材料制造人工韌帶、人造假肢和人造骨骼，作為航天光學遙感器結構件等。與國外的發展相比，國內的碳纖維工業化生產還處于相對較低的水平，沒有形成規模，碳纖維的需求與生產供應之間脫節。而從國外的發展經驗來看，碳纖維是一種可以形成龐大產業帶的基礎產品，并隨其成本的降低而在金屬、陶瓷、玻纖等材料的傳統應用領域得到廣泛應用。同時因其高科技含量，又可在一定時期形成相對壟斷產品。因此，碳纖維及其復合材料的開發，可帶來長期、穩定的投資收益。
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更多信息請關注復合材料信息網http://cnfrp.net
碳纖維輕量化、耐疲勞、耐磨、耐腐蝕，使其很適合應用于體育用品。碳纖維在體育領域的應用主要是高爾夫球棒、釣魚桿和網球拍框架。目前，全每年高爾夫球棒的產量為3400萬副。這些高爾夫球棒的產地主要是美國、、日本和臺灣省，其中美國和日本是高爾夫球棒的主要消費國，占80%以上。40%的碳纖維高爾夫球棒是用日本東麗公司的碳纖維制成的。碳纖維在高爾夫球棒的用量已占碳纖維體育用品的50 %。全碳纖維釣魚桿的產量約2000萬副/年。山東威海光威集團有限責任公司是國內好的碳纖維和玻璃纖維制品生產商，也是上大的碳素釣魚桿廠，該公司每年耗用碳纖維就達500t以上。除此以外，碳纖維在冰球棍、滑雪杖、射箭、自行車、劃船、賽艇、沖浪等體育用品的應用，意味著對碳纖維有著穩定的需求。
碳纖維在體育和民用工業中的應用主要有：高爾夫球桿、棒球棒、賽艇、弓、高爾夫球頭、壘球棒、槳葉、箭桿、網球拍、冰球棒、舵、拳擊手套、羽毛球拍、滑雪板、沖浪板、釣漁竿、滑雪杖、滑雪護腿、自行車、滑水杖、球鞋底、風箏、登山杖、旱冰鞋等。
5.土木建筑領域
隨著碳纖維成本的降低與復合材料制造技術的發展，土木建筑領域成為碳纖維復合材料應用的新市場。利用碳纖維復合材料棒材替代圓鋼，利用碳纖維片材加固或修復橋梁及建筑物，及利用碳纖維增強混凝土等將會有很大的發展。目前在土木建筑領域的應用主要是：復合材料棒材、纖維增強膠接層板、碳纖維增強混凝土、碳纖維復合材料板、碳纖維單向布等。
6.工業領域
近幾年來碳纖維在宇航領域中應用有萎縮的趨勢，在工業應用的市場不斷看好。與宇航和體育休閑用品相比，工業應用對于碳纖維的需求在不斷增長。基礎設施、油氣開采、壓力容器、復合材料輥子、航海構件等應用不斷開發，使碳纖維在這個領域的應用持續增長。歐洲和日本在這方面的開發處于地位，用于工業應用碳纖維的需求量在歐洲大，亞洲其次。據報道，制備注射和模壓用的粒料消耗的碳纖維高達2700t，主要用于生產手機、計算機、辦公設施等，在電磁屏蔽和靜電消散方面的應用也在不斷增長。
7.交通運輸領域
在交通領域，碳纖維擴大應用的大希望在于汽車業。國外的各大主要汽車廠家，均競相開發碳纖維復合材料（CFRP）化的節能、環保和安全性汽車。新一代的汽車要求大大降低能耗，重要的措施之一就是減輕汽車質量，用一般鋼材是不可能實現的，有效的辦法就是應用復合材料。設計表明，一輛典型小車的碳纖維用量可超過113kg，以此推算，僅滿足北美需求，碳纖維復合材料的需求量就達碳纖維總生產能力的100倍。因此碳纖維復合材料用作汽車材料，將具有廣闊的發展前景。目前碳纖維復合材料已獲得應用或正在研究開發應用的領域主要包括：飛輪、壓縮天然氣貯罐、燃氣透平部件、剎車裝置，其它部件如蓄電池、活塞、傳動軸、彈翼、大梁、汽車骨架、螺旋槳芯軸、輪轂、緩沖器、彈簧片、引擎零件、船舶的增強材料等。
8.在能源領域的應用
目前，電阻率在10～10Ω?cm的碳纖維紙屬高性能碳纖維紙，通常稱之高電導率碳纖維紙，在新能源和電化學領域正在廣泛推廣應用?？茖W家經過多種探索，確認高性能碳纖維紙能滿足綠色能源—燃料電池的要求，而且和原炭材料電極相比，還有體積小、質量輕、效率高等優點。現在，用高性能碳纖維紙制作質子交換膜--燃料電池（PEMFC）的氣體擴散層電極材料，已經得到各燃料電池制造商的認同，將很快得到發展。能源方面和貯能方面，像風力發電用葉片、飛輪、電池等應用也不斷擴大。
9.在電子工業的應用
碳纖維除因其優良的力學性能而用于結構材料的增強外，還因其導電性極好且呈非磁性而用作功能材料。在電子工業中也有重要的應用。用碳纖維制作的電子屏蔽裝置具有很好的電磁波吸收能力，碳纖維與聚合物復合成為填充型復合材料，不僅具有良好的屏蔽作用，同時使殼體材料的力學性能大大提高。碳纖維熱塑性復合材料（CFRTP）具有優良的抗拉、抗彎性能，其比強度大于鋁鎂合金；質量輕于鋁鎂合金，且不怕生銹，無需與特殊的熱環境隔離，具有很好的耐震動衰減性和耐疲勞性能，特別適用于制造在交變載荷下工作的電子零部件；其永久抗靜電性、電磁波屏蔽性和耐候性均優于熱塑性塑料（ABS）。所以CFRTP材料已被廣泛地應用于電子電氣領域。如用于制備風力發電機葉片、防爆開關、電磁屏蔽材料、儀表罩殼、精密電子儀器部件、電纜管道等。
隨著碳纖維成本的降低以及復合材料制造技術的發展, 土木建筑和海底油田將是碳纖維復合材料應用領域的新增長點. 以碳纖維復合材料代替傳統金屬材料制作建筑物的橫梁、抗震結構, 補強、修補或加固橋梁, 制造油田勘探和開采器材以及平臺、油、氣儲罐等將會有很大的發展。
碳纖維復合材料自1960年代興起以來，經過40多年的發展，在技術、工藝等各方面都取得了長足的進展，應用領域也在不斷擴展，從以前主要集中在航空航天及代表科技前沿的軍事領域，逐步拓展到工業應用領域，特別是近幾年以來，碳纖維復合材料在土木工程、交通運輸、壓力容器、石油開采、紡織機械方面的應用大幅增長，更有新開發的應用領域不斷見諸報道。如利用碳纖維復合材料制造人工韌帶、人造假肢和人造骨骼，作為航天光學遙感器結構件等。與國外的發展相比，國內的碳纖維工業化生產還處于相對較低的水平，沒有形成規模，碳纖維的需求與生產供應之間脫節。而從國外的發展經驗來看，碳纖維是一種可以形成龐大產業帶的基礎產品，并隨其成本的降低而在金屬、陶瓷、玻纖等材料的傳統應用領域得到廣泛應用。同時因其高科技含量，又可在一定時期形成相對壟斷產品。因此，碳纖維及其復合材料的開發，可帶來長期、穩定的投資收益。
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