碳纤维下游重点产品应用解析—航空航天

碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品，表一是几种碳纤维材料的性能比较。

碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品，表一是几种碳纤维材料的性能比较。主要用于制备先进复合材料(ACM)，已广泛应用于宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域。鉴于近年军事工业上应用的萎缩、碳纤维成本的降低及先进低成本制造复合材料技术的突破，碳纤维复合材料在建筑、工业、交通运输等方面的应用便成为研究开发的热点，并取得了一定的突破性进展。
表一：几种碳纤维材料性能比较

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在宇航领域，由于碳纤维重量轻，刚性、尺寸稳定性和导热性好，高模量碳纤维很早便应用于人造卫星中。碳纤维在宇航上的应用主要在固体火箭发动机壳体和喷管上。2002年，在宇航领域中碳纤维的需求量大约是4000
t，其应用分布：北美为2500 t，高达62.5 %；欧洲和亚洲分别为1260 t和240 t，分别占26.1 %和4.2
%。据报道，全球碳纤维在航空航天领域中需求增长速度最快，2003-2006年其年均增长率为85%，至2009年以后3年中，仍可保持每年73%的增长速率。在飞机制造方面，小型商务机和直升飞机的复合材料用量已占70%一80%，军用机30%一40%，大型客机15%一20%。碳纤维在飞机上的比例已从原来的10%-20%上升至50%-80%。

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(1) 在民用大型客机方面，波音和空中客车公司两大飞机制造商大量采用复合材料。A380客机使用复合材料达25-30
t/架，其中85%是碳纤维增强复合材料(CFRP)。中等尺寸规格的A350飞机中占总质量52%的结构组件将采用复合材料来制造，主要是碳纤维增强塑料材料，B787每架需碳纤维23
t。据市场称，波音和空中客车每年交付使用客机大约250-350架。2005年波音公司飞机合同650架，空中客车公司417架，2005年底两大飞机公司交付飞机620架，复合材料用量约1700
t，CFRP约1020
t。据悉，波音公司近十年将有10000架次的市场，未来20年全球将需要25000架大型飞机，总价值约2万亿美元。波音公司还报导，到2020年中国需要1764架商用飞机，是美国本土以外最大的市场。中国航空公司要增加1459架新飞机，仅仅是满足国内航线。表二为东丽公司用于大型客机的CF性能。

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