航空航天业对于高分子材料的需求增速稳定新普金棋牌下载,美国高性能复合材料市场实现了巨幅增长

来源:未知作者:新普金 日期:2020/03/01 23:47 浏览:

摘要:近日,据美国弗里多尼亚集团发布的高性能复合材料的市场报告显示,美国对高性能复合材料的需求将以每年5.3%的速度增长,到2020年美国高性能复合材料市场总额将达100亿美元。值得一提的是,到2020年碳纤维将占据最大的复合材料市场份额,将达85%。   注:深蓝色为碳纤维复合材料;米白色为玻纤复合材料;红色为芳纶复合材料;绿色为其他纤维复合材料    不过5.3%的增速与2010-2015年美国高性能复合材料市场的快速增长相比,有所回落。在2010-2015年期间,美国高性能复合材料市场实现了巨幅增长,当时众多波音787客机开始交付,而这些客机所采用的材料中,有50%以上都是复合材料。    展望未来,高性能复合材料的需求在航空航天领域的应用将平稳增长,在风能和高压容器领域的应用也将逐渐发展。虽然风能和高压容器的规模较小,但是增速较快。高成本和劳动密集型的生产方法将会继续阻碍高性能复合材料往更高体量和价格敏感的市场扩展。    航空航天仍是主市场 压力容器应用增长最快    到2020年,航空航天将仍然是高性能复合材料的领先市场。压力容器则将会是增长最快的应用领域,高性能复合材料将继续获得压力容器(用于存储高压气体的容器)的市场份额。    虽然汽车市场发展迅猛,但是高性能复合材料在汽车中的广泛应用仍需时日,因为碳纤维复合材料的加工成本昂贵、耗时较长,难以快速应用在消费类车辆的生产中。    风能市场预计将快速增长。最近的税收信用扩张将稳定这个历史上动荡的市场,随着制造商需要生产更长的涡轮叶片,碳纤维将能有效实现涡轮叶片的轻量化。    由于美国联邦政府的国防开支在未来今年内都将低于GDP的增速,因此碳纤维在国防和安全领域的增长将保持平均水平。体育用品市场由于日渐成熟,也只会看到边际收益。    碳纤维将占据85%的复合材料市场份额    到2020年,碳纤维将占据最大的复合材料市场份额,将达85%,并且由于其价格不断下降,性能不能提升,应用领域也会越加广泛。    芳纶复合材料紧随其后,在工业方面的应用也将逐渐增加。低成本的玻纤复合材料则将以低于平均水平的速度发展,超过其他那些在军事飞机应用领域以外发展速度缓慢的纤维基复合材料。 (来自:CPRJ 中国塑料橡胶)

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2020年美国市场对高性能高分子复合材料(进行了纤维强化的高分子材料)的需求将达到100亿美元,期间年均增幅为5.3%,与2010-2015相比增速略为放缓。众所周知,那几年间的迅猛增长主要源于波音787的投产,因其机身超过50%由复合材料构成,所以此举极大刺激了市场需求。总的来说,航空航天业对于高分子材料的需求增速稳定,其中一部分原因也是借了风能利用和高压容器行业的东风,这两个市场的特色在于增幅小、增速快。另外,高分子材的高成本和劳动密集型生产也注定其拓宽市场的道路将较为艰辛。

虽然后危机时代世界经济发展面临重重挑战,但是碳纤维的需求仍在升温。除了传统的航空航天领域外,汽车、风力涡轮叶片及压力容器等碳纤维新市场正在兴起。

碳纤维与传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。2018年2月,中国完全自主研发出第一条百吨级T1000碳纤维生产线。

至2020年,高性能高分子材料的主打市场仍是航空航天业。但是在对材料的需求方面,高压容器行业却显示出了最快的增速;此外,风能行业将延续一贯的高速增长。最近,政府再次扩大了产品的抵税额,这也为那些常年震荡的市场带来了利好;而随着涡轮叶片的长度一再提升,势必会促进厂商对于碳纤维的需求以实现轻量化。

有关专家预测,世界碳纤维需求每年将以大约13%的速度飞速增长,明年聚丙烯腈基碳纤维的全球需求量将达5万吨,到2012年将达6万吨,预计到2018年需求量将达到10万吨。七大碳纤维制造商,已宣布计划在未来3~5年内扩产78%,总投资额约为13亿美元。沥青基碳纤维在产业领域的需求也在增长,特别是在环境相关产业的开展引人注目,其市场规模约3000吨,预计到2012年将扩大到4000吨。因此,也有专家指出,2012年碳纤维的供应可能超过需求。

  1. 应用现状

得益于其低成本与广运用,到2020年碳纤维将会成为高分子材料的领头羊,占到了整个市场需求的85%;在工业中运用日益广泛的芳纶复合材料紧随其后;其他纤维复合材料表现平平,这主要是因为除了军用飞机以外的大部分行业对其需求较为薄弱。

传统市场提高应用比例

碳纤维很少直接应用,大多是经过深加工制成中间产物或复合材料使用,碳纤维复合材料作为结构件或功能件现已广泛应用在航空航天、工业和体育休闲用品三大领域。

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航空航天领域是世界碳纤维的传统应用市场,新型超大型客机———空中客车A380和波音787,均大量使用环氧树脂浸渍碳纤维或碳纤维增强塑料作为主要的结构材料。碳纤维复合材料约占A380飞机35吨结构材料中的20%以上,包括中央翼盒、机尾组件以及压舱壁;波音787中结构材料有近50%需要使用碳纤维复合材料和玻璃纤维增强塑料,包括主机翼和机身。

碳纤维以其质轻、高强度、高模量、耐高低温和耐腐蚀等特点最早应用于航天及国防领域,如大型飞机、军用飞机、无人机及导弹、火箭、人造卫星和雷达罩等,且航空航天领域用碳纤维的性能等级相对而言是最高的。

据英国媒体报道,波音公司的787型梦幻客机近日完成了在美国本土以外的首次试飞。波音787型梦幻客机体现了环保、绿色的特点,比相似类型的飞机可以节省20%的燃油。目前,波音公司已经收到来自56个国家的860架波音787型梦幻客机的订单。由于金属腐蚀造成破坏的可能性变小,每架飞机的寿命可能达到50年。

在工业领域,碳纤维广泛应用在汽车、电缆、风能发电、压力容器、海洋产业、电子器件、工业器材和土木建筑等。

欧洲空中客车公司早前宣布,碳纤维复合材料将在新一代喷气式客机A350XWB中大量用于主机翼和机身材料,该机型计划于2013年投入运营。空客公司已与赫氏复材签订远程宽体客机A350XWB主结构件的长期供应合同,要求赫氏复材供应碳纤维复合材料至2025年。此合同预计将给赫氏复材带来40亿~50亿美元的收入。赫氏复材为扩大产能将明显增加投资,以满足日益增长的A350的订单。复合材料及其部件将由赫氏复材在美国、法国、西班牙、德国及英国的工厂生产。碳纤维在中小型喷气客机中的需求也将快速增长,例如三菱重工计划利用碳纤维复合材料制作新一代支线喷气客机MRJ主机翼和尾部组件,该机型预计在2013年进入市场。

在体育休闲用品领域,高尔夫球杆和钓鱼竿最早获得应用,近年来,自行车、网球拍、羽毛球拍等体育用品也越来越多的使用碳纤维材料,一般使用T300级碳纤维就可以满足需求,但为了提升产品性能,部分部件也已开始使用T700级甚至更高性能碳纤维。

风机叶片市场应用第二

从国际市场来看,2014年全球碳纤维需求量约5.4万吨,2015年达7.4万吨,2016年8.3万吨。近8年,碳纤维需求量的复合增长率达8.9%,未来年均增长率将超过10%,2020年需求量将超过13万吨。

风能发电成本低廉,已成为人类开发新能源的重要领域。业内人士预计,未来5年风能发电的市场需求将以每年15%~20%的速度增长。

2015年,碳纤维的主要的下游应用是航空航天1.78万吨/24%、汽车1.11吨/15%、风电叶片1.63万吨/22%、体育休闲0.89万吨/12%,合计5.4万吨,占比73%。未来随着碳纤维复合材料成型技术的不断发展,下游应用领域的不断开拓,尤其是航空、汽车、风电叶片的强劲增长以及其带动作用,

就风能系统而言,丹麦风机生产商维斯塔斯预测,到2020年全球的电力消耗量中,风电的份额最高将达到10%。该公司在风机叶片的载荷加强杆中使用碳纤维,目前为止已经安装了将近3.4万套的风机系统。西班牙Gamesa公司也宣称收到大量风力发电机订单,部分已安装完毕。风电应用将推动大丝束碳纤维产量的增长。全球对清洁能源的需求还将促进终端产品制造商的持续投资。2010年以后,碳纤维在风机叶片中的应用将成为继航空航天后的第二大应用,欧洲和亚洲在这一领域领先于美国。全球风机装机容量的增长速度正在加快,高碳纤维含量的长叶片制成的大容量风机将成为主要趋势。

  1. 航空航天领域

虽然后危机时代世界经济发展面临重重挑战,但是碳纤维的需求仍在升温。除了传统的航空航天领域外,汽车、风力涡轮叶片及压力容器等碳纤维新市场正在兴起。

碳纤维复合材料得以在航空航天工业中大规模应用,不仅因为它能够实现减轻飞行器重量、节约能源、增强巡航能力的目标,还要归功于它拥有较高的强度和耐腐蚀、抗疲劳等理化特性。

有关专家预测,世界碳纤维需求每年将以大约13%的速度飞速增长,明年聚丙烯腈基碳纤维的全球需求量将达5万吨,到2012年将达6万吨,预计到2018年需求量将达到10万吨。七大碳纤维制造商,已宣布计划在未来3~5年内扩产78%,总投资额约为13亿美元。沥青基碳纤维在产业领域的需求也在增长,特别是在环境相关产业的开展引人注目,其市场规模约3000吨,预计到2012年将扩大到4000吨。因此,也有专家指出,2012年碳纤维的供应可能超过需求。

2015年航空航天领域对碳纤维的需求量达到1.78万吨,其中仅商用飞机的需求即占68%的比例,是目前航空工业中对碳纤维需求最大的市场。结合全球碳纤维发展情况和航空航天领域对碳纤维的需求情况,2020年需求量可能达到2.7万吨。军用飞机和商用飞机的需求在2011年为7,010吨,到2015年增长至14,100吨,年均复合增长率为16.9%,预计到2020年需求量将增至19,600吨,年均复合增长率为8.4%。

传统市场提高应用比例

航空航天领域对碳纤维的需求主要来自两大方面,一是不断增加的碳纤维复合材料的应用比例,二是新增的飞机订单,预计2020年,航空航天对碳纤维的需求将达到2.7万吨。

航空航天领域是世界碳纤维的传统应用市场,新型超大型客机———空中客车A380和波音787,均大量使用环氧树脂浸渍碳纤维或碳纤维增强塑料作为主要的结构材料。碳纤维复合材料约占A380飞机35吨结构材料中的20%以上,包括中央翼盒、机尾组件以及压舱壁;波音787中结构材料有近50%需要使用碳纤维复合材料和玻璃纤维增强塑料,包括主机翼和机身。