碳纖維： 給體育換器材為航天配裝備
碳纖維和人們生活的距離已經(jīng)十分密切，最為我們熟知的就是一些體育用品器材。傳統(tǒng)的體育用品大多采用木材及其復(fù)合材料制品。但是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能比木材高得多，它的比強(qiáng)度和比模量分別是杉木的4倍和3倍，是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因此，它在體育用品方面得到了廣泛的應(yīng)用。在文體用品方面，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料主要用在以下幾個方面： 高爾夫球棒，釣魚竿，網(wǎng)球拍，羽毛球拍，賽車，滑雪板，車架等。此外，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在體育用品方面還可以制造動力雪撬用的彈簧板、洋弓、箭、跳竿、冰球棒、游艇、賽艇、賽艇槳、帆船桅桿、摩托車零件、登山用品以及滑翔機(jī)、人力飛機(jī)等。
世界碳纖維的消費(fèi)結(jié)構(gòu)集中在工業(yè)應(yīng)用、航天航空和體育休閑三個方面，目前工業(yè)應(yīng)用約占總消費(fèi)量的58%；航空航天方面應(yīng)用約占23%，體育運(yùn)動器材應(yīng)用約占19%。1991—2009年，碳纖維在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的消耗是持續(xù)增長的，航空航天領(lǐng)域基本保持平衡，而體育用品在碳纖維應(yīng)用的比例則持續(xù)下降，碳纖維應(yīng)用逐漸從航空航天、體育用品向民用工業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)移，特別是隨著大絲束碳纖維的大規(guī)模生產(chǎn)，其價格將不斷降低，民用工業(yè)用量將繼續(xù)保持大幅度增加的趨勢。
國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會副秘書長李克健表示，碳纖維品種很多，我國目前只是做出了幾個最基本同時也是用量最大的品種，許多很有發(fā)展?jié)摿Φ钠贩N仍還在努力階段。
從國內(nèi)碳纖維需求結(jié)構(gòu)看，體育休閑領(lǐng)域碳纖維的需求仍占據(jù)中國碳纖維需求的首位，但其年增長率呈下降趨勢，表明2005年后體育休閑對碳纖維的需求基本上達(dá)到飽和。工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求呈現(xiàn)了較快的增長趨勢，2010年對碳纖維的需求量達(dá)到1900t/a(噸/年)，是2003年需求量的9.5倍。航空航天領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求也較快，2010年對碳纖維的需求量達(dá)250t/a，是2003年需求量的4.2倍。2003—2010年中國碳纖維需求總量呈持續(xù)增長趨勢。
李克健認(rèn)為國內(nèi)新材料產(chǎn)業(yè)目前還比較薄弱，我國的潛在市場巨大，但現(xiàn)實(shí)市場卻尚存不足。
2012年5月，國務(wù)院通過《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，新材料產(chǎn)業(yè)被列入其中。作為高性能纖維材料及復(fù)合功能材料用料，碳纖維將獲得更多的政策扶持，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。
未來十年中國碳纖維材料將高度發(fā)展
國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會副秘書長李克健教授預(yù)測未來十年是中國碳纖維材料高度發(fā)展的十年。力學(xué)性能優(yōu)良的復(fù)合增強(qiáng)基材，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。碳纖維具有出色的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度和最高的比模量的纖維。此外，碳纖維還兼有其他多種優(yōu)良性能，如低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱導(dǎo)性高、熱膨脹系數(shù)低、X光穿透性高，非磁體但有電磁屏蔽性等。多作為增強(qiáng)材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)合材料。從這個意義上已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)用前景。
在世界碳纖維格局方面，發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)成熟，行業(yè)集中度高。世界碳纖維的生產(chǎn)主要集中在日本、英國、美國、法國、韓國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家和我國的臺灣省，日本的三家企業(yè)就占據(jù)了世界78%左右的產(chǎn)量。發(fā)達(dá)國家的碳纖維行業(yè)已逐步走向成熟。截至2008年，主要的碳纖維生產(chǎn)廠商大、小絲束產(chǎn)能共計(jì)64200噸。
但李克健同時也指出，現(xiàn)在的碳纖維市場投資具有盲目性，國營、民營都在做，導(dǎo)致了嚴(yán)重的低水平重復(fù)。甚至有的打著“新材料產(chǎn)業(yè)”的旗號，將碳纖維的生產(chǎn)當(dāng)作一項(xiàng)政績工程，只考慮招商引資，根本不顧新材料產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展的大局。這其實(shí)造成很大的資金浪費(fèi)。