2017年一文看懂碳纤维下游应用领域，掌握未来市场格局_33页-5mb

2017年碳纤维下游应用领域总结

核心内容

碳纤维作为一种高性能复合材料，因其轻质、高强度、高刚性等特性，在多个下游应用领域中发挥着重要作用。本文总结了2017年碳纤维在航空航天、汽车轻量化、体育休闲、风电叶片、建筑加固、轨道交通、医疗器械、混配模成型及其他工业领域的应用现状与发展趋势。

主要观点

• 碳纤维的应用历史可追溯至19世纪，但真正工业化应用始于20世纪50年代。
• 2010年以来，碳纤维市场需求持续增长，预计2020年将达11.2万吨。
• 航空航天、风电叶片和工业应用是碳纤维需求增长最快的领域，年均增长率在20%-25%之间。
• 运动休闲领域增长相对缓慢，年均增长率在4%-6%之间。
• 汽车轻量化领域预计到2020年将超过2万吨，年均增速达21%。
• 碳纤维在建筑与加固补强领域的应用也呈上升趋势，2016年需求超过3千吨。

关键信息

一、航空航天领域

• 需求：2016年全球航空航天用碳纤维需求量达1.4万吨，预计2020年将达2.7万吨。
• 应用趋势：碳纤维在喷气飞机发动机、涡轮发动机等主要结构中应用广泛。
• 应用实例：
  • 法国电信一号通信卫星采用CFRP制造本体结构。
  • 日本JERS-1卫星使用M40JB CFRP制造壳体内部结构。
  • 中国CZ-2E火箭采用CFRP制造卫星接口支架、整流罩等部件。
  • 空客A380机身采用22%碳纤维复合材料，减重1.5吨，燃油节省13%。
  • 波音B787采用50%高性能碳纤维复合材料，显著提升性能。

二、汽车轻量化领域

• 需求：2015年全球汽车用碳纤维需求量达8700吨，预计2020年将超过2万吨。
• 应用分布：主要应用于车身、内饰、发动机系统、刹车系统和轮毂等。
• 应用实例：
  • 宝马i3、i8等车型采用碳纤维复合材料制造车身。
  • 兰博基尼Sesto Elemento整车重量仅999公斤。
  • 保时捷911采用碳纤维轮毂，减重20%。
  • 通用概念车采用碳纤维车身和底盘，减重68%。

三、体育休闲领域

• 需求：2015年全球体育休闲领域碳纤维需求量达1.14万吨，占全球总需求的17%。
• 应用产品：高尔夫球杆、球拍、滑雪板、钓鱼竿、自行车等。
• 增长趋势：市场成熟度较高，增长速度较慢，年均增长率约4%-6%。

四、风电叶片领域

• 需求：2016年碳纤维在风电叶片需求超过2万吨。
• 应用形式：碳纤维复合材料叶片是风机轻量化和大型化的趋势。
• 应用实例：
  • Gamesa、LM、Vestas等公司使用碳纤维制造叶片梁帽。
  • 韩国TTX列车采用碳纤维夹层结构，减重39%。

五、建筑与加固补强领域

• 需求：2016年全球碳纤维建筑及加固补强市场需求近3千吨。
• 应用实例：
  • 日本N700列车采用碳纤维复合材料减重近10吨。
  • 韩国铁路研究院采用CFRP制造地铁转向架，减重30%。
  • 中国中车青岛四方采用CFRP制造车头罩，阻燃性能达到S3级。

六、轨道交通领域

• 应用实例：
  • 瑞士Schindler采用玻纤和碳纤维绕成车体，减重10%。
  • 法国TGV客车采用碳纤维和玻纤混合织物夹层结构，减重25%。
  • 德国Voith采用CFRP制造过渡车钩，减重50%。

七、医疗器械领域

• 应用实例：
  • 碳纤维用于制造医疗床板、矫形器、假肢、轮椅等。
  • 碳纤维用于制造磁体构件、平板探测器等精密设备。
  • 中国部分企业已开始在医疗设备中使用碳纤维。

八、混配模成型领域

• 需求：2016年混配模成型领域碳纤维需求近9千吨。
• 应用面广：涉及多个工业领域，如压力容器、电力电缆、特种管筒等。

九、其他工业领域

• 应用领域：包括压力容器、电力电缆、公共基础设施、石油化工、燃料电池、先进舰船等。
• 应用实例：
  • 压力容器用于CNG和医用氧气瓶。
  • 石油化工中用于制造特种管筒。
  • 燃料电池中用于制造结构件和部件。

总结

碳纤维在多个下游应用领域中展现出巨大的市场潜力和广泛的应用前景。随着技术进步和市场需求的增加，碳纤维将在航空航天、汽车轻量化、风电叶片、建筑加固、轨道交通、医疗器械等领域持续发挥重要作用，成为推动相关行业发展的关键材料之一。