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碳纤维取代玻璃纤维,还是玻璃纤维取代碳纤维?未来会是谁的天下

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碳纤维取代玻璃纤维,还是玻璃纤维取代碳纤维?未来会是谁的天下

发布日期:2022-03-21 作者:网络 点击:

碳纤维跟玻璃纤维都属于常用的增强材料,在实际应用过程中,多与树脂、金属等制成复合材料应用,今天,小编来给大家介绍一下碳纤维与玻璃纤维之间的区别。


玻璃纤维绝对是两种材料中较老的一种。它是通过高温并在高压下将其挤出,然后将所得的材料线与环氧树脂结合起来制成 所谓的纤维增强复合材料 (FRP)。碳纤维由长链结合在一起的碳原子组成。然后将数千根纤维组合成丝束(也称为成束纤维束)。这些丝束可以编织在一起形成织物,也可以平铺形成“单向”材料。在这个阶段,它与环氧树脂结合,制造从管材和平板到赛车和卫星的各种产品。



碳纤维和玻璃纤维的区别在哪里?



有趣的是,原始玻璃纤维和碳纤维表现出相似的处理特性,如果你有黑色染色的玻璃纤维,它们看起来也很相似。直到制造完成后,您才开始看到两种材料的区别:即强度、刚度和少量的重量(碳纤维比玻璃纤维稍轻)。至于一个是否比另一个更好,答案是“不”。两种材料都有其优点和缺点,具体取决于应用。



刚性


玻璃纤维往往比碳纤维更灵活,而且价格便宜。对于不需要更大刚度的应用——如储罐、建筑绝缘、防护头盔和车身面板——玻璃纤维是首选材料。玻璃纤维还经常用于优先考虑低单位成本的大批量应用。



强度


碳纤维在抗拉强度方面真正闪耀。作为原始纤维,它仅比玻璃纤维稍强,但与合适的环氧树脂结合使用时会变得非常坚固。事实上,如果以正确的方式制造,碳纤维比许多金属更坚固。这就是为什么从飞机到船只的所有产品制造商都在采用碳纤维而不是金属和玻璃纤维替代品。碳纤维允许以更轻的重量获得更大的拉伸强度。



耐用性


在耐久性被定义为“韧性”的情况下,玻璃纤维显然是赢家。尽管所有的热塑性材料都比较坚韧,但玻璃纤维能够经受住更大的惩罚与其柔韧性直接相关。碳纤维当然比玻璃纤维更坚硬,但这种刚性也意味着它不那么耐用。



价钱


多年来,碳纤维和玻璃纤维管材和板材的市场都急剧增长。话虽如此,玻璃纤维材料的应用范围更广,结果是制造的玻璃纤维更多,价格更低。增加价格差异的是制造碳纤维是一个困难且耗时的过程。相比之下,挤出熔融玻璃以形成玻璃纤维相对容易。与其他任何事情一样,越困难的过程就越昂贵。



碳纤维的应用和市场规模


我国从事碳纤维复合材料制品研制、生产以及设备制造的厂家大多是生产体育休闲用品,部分从事航空航天等高端碳纤维复合材料研制和生产,还有部分从事纤维缠绕和拉挤成型工艺生产碳纤维复合材料。我国碳纤维目前正处于全面扩张时期,碳纤维的应用范围在不断扩大之中。


根据从企查查中经营范围中包含“碳纤维”且经营状态为“存续和在业”的制造业企业数据进行整理分析,可知截止2021年7月14日,经营范围中包含“碳纤维”的企业共有5380家。其中,2010-2021年中国碳纤维企业注册数量规模呈现不断上升趋势,2020年中国碳纤维企业注册数量规模为1032家,为2019年注册企业数量的2.5倍。2021年截止7月14日中国碳纤维企业注册数量规模为1100家,仅半年时间已超过2020年全年的注册数量。可见近两年,碳纤维行业迎来爆炸式增长。



碳纤维行业需求分析


体育用品及风电叶片的强劲增长带动碳纤维消费量增长


碳纤维性能优异,广泛应用于风电叶片、航空航天、体育用品、汽车工业、混配模成型、压力容器、建筑补强、电子电器等领域,被誉为“黑色黄金”。


碳纤维的质量决定了其应用领域,我国碳纤维需求量主要集中在风电叶片,体育等领域。2020年,我国风电叶片需求量为20000吨,占我国碳纤维总需求的40.9%;其次是体育休闲对碳纤维需求量为14600吨,占我国碳纤维总需求的29.9%。我国碳纤维以体育用品及风电叶片应用领域的强劲增长带动了我国碳纤维的消费量增长。但我国目前在航空航天领域对碳纤维的需求量仅1700吨,占总需求的3.5%。


近年来,我国碳纤维的需求量呈现波动增长的态势。2015-2020年,我国碳纤维需求量从16908吨增长到48851吨,近5年年增长了2.5倍。2019年,我国碳纤维需求量达到3.78万吨,较2018年同比增长22.06%。根据赛奥碳纤维《2020全球碳纤维复合材料市场报告》,2020年,我国碳纤维需求量达到4.88万吨左右,同比增长28.97%,占全球碳纤维需求量(10.69万吨)的45.7%。



市场规模不断增长


我国碳纤维市场规模呈逐年上涨态势。目前我国已基本实现T700级碳纤维国有化,但碳纤维整体产品仍处在中下游水平。2019年,我国碳纤维市场规模实现8.22亿美元,较2018年同比增长15.67%。2020年,中国碳纤维市场规模约为10.27亿美元。


玻璃纤维的应用和市场规模


玻璃纤维是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的。玻纤广泛应用于建筑建材、交通运输、电子电器、能源环保等产业,是国家重点鼓励发展的新材料。



竞争格局


数据显示,我国玻璃纤维行业集中度整体较高,中国巨石占比Z大达34%,其次为泰山玻纤及重庆国际占比分别为17%。山东玻纤、四川威玻、江苏长海、重庆三磊、河南光远、邢台金牛占比较小,分别为9%、4%、3%、2%、2%、1%。



下游分析



1.市场占比


玻璃纤维行业下游应用广泛,其中主要应用于建筑建材,其次为电子电气,交通运输、管道、工业、新能源环保方面占比较小,分别为16%、12%、10%、7%。



2.建筑建材


2021年上半年,房地产开发企业房屋施工面积873251万平方米,同比增长10.2%。其中,住宅施工面积617480万平方米,增长10.5%。房屋新开工面积101288万平方米,增长3.8%。其中,住宅新开工面积75515万平方米,增长5.5%。房屋竣工面积36481万平方米,增长25.7%。其中,住宅竣工面积26254万平方米,增长27.0%。



3.电子电气


2021年上半年,规模以上电子信息制造业实现营业收入63294亿元,同比增长22.1%,增速比上年同期提高17.5个百分点;实现营业成本54470亿元,同比增长20.4%,增速比上年同期提高16个百分点;实现利润总额3452亿元,同比增长45.2%,增速比上年同期提高18个百分点,营业收入利润率为5.5%,比去年同期提高0.9个百分点。6月末,全行业应收账款同比增长14.6%。



4.汽车制造


2021年7月,受车用芯片供应短缺、全面实施国六排放标准(商用车)等不利因素影响,我国汽车产销呈现同比下降。2021年1-7月,汽车产销分别完成1444万辆和1475.6万辆,同比分别增长17.2%和19.3%。其中,7月,汽车产销分别完成186.3万辆和186.4万辆,同比分别下降15.5%和11.9%。



结论


归根结底,玻璃纤维管与碳纤维替代品相比既不好也不差。这两种产品都有其优越的应用,这一切都是为了找到适合您需求的材料。




本文来源:·碳纤维复合材料,前瞻产业研究院,中商情报网


本文网址:http://www.qhdzc.net/news/440.html

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