碳纖維是一種具有類石墨結構的人造纖維材料,作為高端原材料在工業和生活中有非常廣泛的應用。碳纖維的顯著優點是質量輕、纖度好和抗拉強度高,除此以外,碳纖維還同時具有一般碳材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱、膨脹系數小等。影響碳纖維力學性能的主要結構參數有三個:(1)類石墨層片的取向度,(2)類石墨層間作用力,(3)缺陷,包括皮芯結構和裂紋等缺陷。制備過程中對設備的調試和對反應條件的控制是改善碳纖維產品力學性能的關鍵。
　　我國碳纖維消費量大,進口依賴度高,碳纖維產業經歷了產品從無到有的階段,目前產品規模和質量都有待進一步改善。產能一半以上都集中在日本和美國,我國的產能占比十分有限。2014年碳纖維產能約14.3萬噸左右,我國產量僅3200噸。從需求角度看,我國碳纖維消費量很大,消費規模僅次于美國和西歐,占到比重的23%,企業對進口的依存度很高。對目前的碳纖維產業來說,技術攻關和產能增量都刻不容緩。
　　碳纖維作為性能卓越的新型材料受到眾多發達的重視,其研發生產得到政府資金支持。多數發達已經將碳纖維作為重點發展的戰略性材料,我國也相繼成立了3個級技術中心/實驗室和2個產業聯盟發展,力圖在保障國產碳纖維的質量合格、供給充足的基礎上促進產業有序、集聚、快速發展。
　　從碳纖維制品看國內碳纖維生產,大部分產品分布在中低端應用領域,市場近似飽和,利潤率低。我國碳纖維生產應用主要集中在體育休閑、高爾夫和釣魚竿等產品領域,其中體育休閑占比80%,而這一產品在國外的應用占比僅為17%;工業在國外碳纖維產品應用中的占比達64%,而我國的這一數據僅為18%;至于航空航天領域,國外的應用占比為16%而我國僅為2%。這一方面是由于我國碳纖維發展起步較晚,另一方面也是由于技術水平難以滿足規模生產高端碳纖維產品造成的。
　　從應用領域發展趨勢看碳纖維產業發展,汽車輕量化和國產大飛機商業化將拉動碳纖維下游實現較快增長,會在未來帶動碳纖維走出一個黃金十年。碳纖維在航空航天、工業、風力發電葉片、抽油桿、電纜導線芯和體育休閑領域都得到了較好的應用,其中體育休閑領域市場已經接近飽和。我們認為汽車輕量化和國產大飛機商業化將是未來拉動我國碳纖維產業升級發展的重要驅動力。在能源危機和環境保護壓力下,使用碳纖維替代現有車身結構件從而降低車身重量是降低車輛能耗的有效手段,寶馬、通用等國際巨頭已經率先與碳纖維龍頭企業合作開發車用碳纖維制件,長城、上汽、奇瑞、北汽、東風、比亞迪等國內汽車企業也已嘗試使用碳纖維部件。此外,我國國產C919大型客機已設計完成,正在接受各種安全性檢驗,預計2018年將獲得民航局頒發的合格證。該款機型在機尾和側翼使用了碳纖維材料,其商業化將拉動國內對碳纖維材料的需求。汽車輕量化和國產大飛機商業化進程中使用的碳纖維材料屬于高端材料,其發展將拉動我國碳纖維產業高速向上發展。
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