根據(jù)360 Research Reports發(fā)布的高模量碳纖維市場報告“Global High Modulus Carbon Fiber Market Insights, Forecast to 2025”,到2025年,全球高模量碳纖維市場規(guī)模將從2018年的3.904億美元增加到6.589億美元,預(yù)測期復(fù)合年增長率為7.8%。
高模量碳纖維又稱石墨纖維,是一種含碳量99%以上高性能碳纖維,高模量碳纖維是一種性能獨特的軍民兩用工業(yè)材料,目前廣泛應(yīng)用于航空航天、體育器材、民用高端產(chǎn)品等先進(jìn)復(fù)合材料的增強。
按照前驅(qū)體種類,高模碳纖維可分為PAN基高模量碳纖維和瀝青基高模量碳纖維,其中瀝青基高模量碳纖維主要特點是模量高且具有超高的導(dǎo)熱性能,而PAN基高模量碳纖維是在高強中模碳纖維基礎(chǔ)上進(jìn)一步石墨化處理制備得到,與PAN基中模碳纖維相比,其在高模量、高熱導(dǎo)、低熱膨脹等具有更加明顯優(yōu)勢。
高模量碳纖維的高模特性可賦予其結(jié)構(gòu)件高剛度,低膨脹特性可實現(xiàn)高低溫環(huán)境下零變形,因此是衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件首選材料,目前國內(nèi)外航天衛(wèi)星系統(tǒng)廣泛采用高模量碳纖維材料。由于PAN基高模量碳纖維和瀝青基高模量碳纖維主要特點不同,前者強度高、后者模量更高,因此應(yīng)用部位也有所不同。
以衛(wèi)星結(jié)構(gòu)應(yīng)用為例,瀝青基高模量碳纖維主要用于散熱片結(jié)構(gòu),部分可用于衛(wèi)星精密結(jié)構(gòu),相比之下,PAN基高模量碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛,可用于反射器和天線、太陽能電池板、吊桿和桁架,以及部分精密結(jié)構(gòu)(如下圖所示)。目前全球PAN基高模量碳纖維的消費量明顯高于瀝青基高模量碳纖維。
由于高模量碳纖維技術(shù)集成度高、生產(chǎn)難度大,因此全球高模量碳纖維主要制造商相當(dāng)有限。據(jù)統(tǒng)計報告顯示,PAN基高模量碳纖維制造商主要有日本東麗、日本三菱人造絲、日本帝人碳素、美國赫氏、中國臺灣臺塑和威海拓展公司,瀝青基高模量碳纖維制造商主要有日本三菱和索爾維(原氰特)。
根據(jù)消費市場統(tǒng)計分析,全球高模量碳纖維消費增速平穩(wěn)增長。北美、歐洲和日本由于其先進(jìn)的技術(shù)和快速的經(jīng)濟發(fā)展仍然是主要的消費地區(qū)。