碳/碳复合材料(c-c composite or carbon-carbon composite material)是碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好,以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点,是如今在1650℃以上应用的少数备选材料,最高理论温度更高达2600℃,因此被认为是最有发展前途的高温材料之一。
碳/碳复合材料生产企业主要集中在日本、西欧、美国等地区,代表性企业主要有日本东洋碳素、日本东海、日本东丽、日本碳素、日本吴羽化学、德国西格里、德国崇德、法国美尔森、美国尤卡、美国赫氏复材、美国GrafTech等。这些企业技术水平先进,能够生产的产品种类较多、质量较高,在全球市场中处于领先地位。一直以来,欧美日等国家在高性能石墨材料技术方面对我国实行严格封锁,出口到国内市场的产品种类与数量也进行严格控制,导致我国高性能石墨材料价格高昂且供应量少,无法满足高技术产业发展需求。发展碳/碳复合材料行业是缓解我国高性能石墨材料供应不足的重要手段之一,在国家政策与资本的推动下,我国碳/碳复合材料行业不断发展壮大。
中国碳碳复合材料行业产量 中国碳碳复合材料行业发展前景分析
我国碳碳复合材料行业自给率仅为35%左右,还有65%需要从国外进口相关产品,市场的缺口非常大,但是由于碳碳复合材料行业技术含量高,需要大量的人力、物力进行研发、生产,研发周期长,回收资金周期也长,国内甚少企业能够承担行业,主要依靠国外技术引进进行生产加工。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国碳碳复合材料行业发展前景及投资风险预测分析报告》显示:
与传统石墨相比,先进碳基复合材料具有强度更高、耐热性更好、更易设计成型等优势,是替代传统石墨的最佳选择。碳碳复合材料是以粉末冶金技术为基础,是结构-功能一体化的新型材料,具有密度低、比强度大、摩擦特性优良、耐高温、耐热冲击等一系列优异性能,广泛应用于航空、航天等领域。在航天领域,碳碳复合材料广泛应用于航天飞机的机翼前缘、火箭发动机尾喷管等超高温 部位。
此外,炭/炭复合材料在机械制造、交通运输和化工等领域也具有广阔的应用 前景,如用作热压模具、真空炉和单(多)晶硅炉发热体、隔热体以及紧固件、汽 车与火车刹车片、热交换器、人造骨等。
数据显示,2016年中国碳基复合材料的产量达30.66万吨。随着中国科研能力的增加和碳基复合材料行业的稳步发展,中国碳基复合材料的产量将呈现出一个上升的态势,中国也将逐步摆脱对国外进口碳基复合材料的依赖,在世界碳基复合材料市场占据一定的市场份额。预计2022年,中国碳基复合材料产量可达57.09万吨。