回首2023年，在整個(gè)化纖行業(yè)中發(fā)生了很多大事，小編公司屬于碳纖維材料領(lǐng)域，那這里給大家進(jìn)行匯總，主要包括：日本東麗宣布全面增加碳纖維產(chǎn)能、亞洲/美洲/歐洲分工廠紛紛擴(kuò)產(chǎn)，國(guó)內(nèi)突破第三代碳纖維技術(shù)、逐漸縮小與國(guó)外差距，韓國(guó)曉星布局中國(guó)碳纖維市場(chǎng)、成首個(gè)來華碳纖維設(shè)廠的海外企業(yè)，風(fēng)電市場(chǎng)萎靡導(dǎo)致工業(yè)級(jí)碳纖維銷售受阻，連續(xù)碳纖維熱塑性單向帶的國(guó)產(chǎn)化量產(chǎn)等等。
1、全球碳纖維龍頭企業(yè)——日本東麗全面開啟碳纖維擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃
2023年3月27日，日本東麗公司正式發(fā)布了2023-2025年中期管理計(jì)劃項(xiàng)目AP-G 2025，在2025 中期管理計(jì)劃期間，公司將持續(xù)擴(kuò)大碳纖維及其復(fù)合材料業(yè)務(wù)板塊的投資并提高其預(yù)期營(yíng)收，除擴(kuò)大風(fēng)電葉片、氫燃料電池汽車等碳纖維市場(chǎng)以外，還將及時(shí)捕捉日益復(fù)蘇的航空市場(chǎng)，并服務(wù)于日益增長(zhǎng)的城市空中交通(如電動(dòng)飛機(jī))等移動(dòng)領(lǐng)域。
2023年6月，東麗公司發(fā)布了最新碳纖維市場(chǎng)分析報(bào)告，根據(jù)該公司預(yù)測(cè)，2022年全球碳纖維需求為12.83萬噸，而到2025年全球?qū)μ祭w維需求有望達(dá)到20.37萬噸，2022-2025年期間復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)17%�；谏鲜鍪袌�(chǎng)判斷，公司制定了擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃(如下表所示)，到2025年中期，東麗公司至少增加7500噸/年的小絲束碳纖維，其中用于壓力容器高強(qiáng)型碳纖維6500噸/年，用于核能領(lǐng)域鈾離心機(jī)的高模量碳纖維1000噸/年;而Zoltek公司在墨西哥新增的2500噸/年產(chǎn)能也會(huì)適時(shí)啟動(dòng)。
2023年7月13日，東麗公司宣布計(jì)劃在美國(guó)和韓國(guó)兩家碳纖維工廠增加小絲束(常規(guī)絲束)碳纖維的生產(chǎn)能力，經(jīng)過該投資將使東麗集團(tuán)的小絲束碳纖維年產(chǎn)能增加20%以上，到2025年有望達(dá)到3.5萬噸。這兩家工廠分別為東麗復(fù)合材料美國(guó)公司在美國(guó)南卡羅來納州的斯帕坦堡(Spartanburg)工廠，以及東麗先進(jìn)材料韓國(guó)公司在韓國(guó)慶尚布道(Gyeongsangbuk-do)的古米(Gumi)工廠。
2023年10月3日，東麗公司宣布決定擴(kuò)大法國(guó)子公司東麗碳纖維歐洲公司的中/高模量(小絲束)碳纖維的生產(chǎn)產(chǎn)能。通過此次擴(kuò)產(chǎn)，將使東麗歐洲公司位于法國(guó)西南部Abidos工廠的年產(chǎn)能從每年5000噸提高到6000噸，新產(chǎn)能預(yù)計(jì)2025年投產(chǎn)(閱讀原文)。早在2022年11月30日，日本東麗歐洲子公司——東麗碳纖維歐洲公司(Toray Carbon Fibers Europe，Toray-CFE)宣布決定投資約1億歐元，在其位于法國(guó)西南部的工廠建設(shè)一條新的生產(chǎn)線，產(chǎn)能1000噸，主要包括中模量/高模量級(jí)碳纖維，建設(shè)工作計(jì)劃于2023年下半年開始，預(yù)計(jì)將于2025年底開始生產(chǎn)。
2023年10月23日，東麗子公司—韓國(guó)東麗先進(jìn)材料公司開始擴(kuò)大其在韓國(guó)的碳纖維生產(chǎn)能力，并在慶北龜尾第四工廠舉行了奠基儀式，標(biāo)志著該公司第三條碳纖維生產(chǎn)線擴(kuò)建項(xiàng)目正式開工。目前TAK具備高性能碳纖維的年生產(chǎn)能力為4700噸，而第三條生產(chǎn)線通過擴(kuò)建3300噸產(chǎn)能，將使TAK年生產(chǎn)能力提高到8000噸/年。
截至2023年3月，日本東麗小絲束碳纖維全球產(chǎn)能為2.87萬噸/年，主要包括日本本土愛媛縣8970噸/年、法國(guó)Soficar的5200噸/年、美國(guó)CMA9900噸/年以及韓國(guó)TAK4700噸/年;大絲束碳纖維產(chǎn)能為3.5萬噸/年。根據(jù)上述陸續(xù)進(jìn)行的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，預(yù)計(jì)2025年東麗公司小絲束碳纖維將達(dá)到3.5萬噸/年，加之大絲束碳纖維3.5萬噸/年，因此2025年東麗公司全球碳纖維產(chǎn)能有望達(dá)到7萬噸/年，而后續(xù)隨著2500噸/年大絲束碳纖維的規(guī)劃并提上日程，有望超過7萬噸/年。
日本東麗公司2023年3月全球碳纖維最新產(chǎn)能情況(見下圖)
2、國(guó)內(nèi)第三代碳纖維取得新進(jìn)展，逐步縮小與國(guó)外的技術(shù)差距
根據(jù)全球碳纖維龍頭企業(yè)——日本東麗公司對(duì)碳纖維分代劃分，自上世紀(jì)70年代以來，高性能PAN基碳纖維經(jīng)歷了三代碳纖維產(chǎn)品的發(fā)展，分別如下所示：
第一代：1970年代，碳纖維實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的初期，纖維絲束規(guī)格為3k-6k，代表性產(chǎn)品包括：T300、M30、M40、M46、M50等級(jí)別碳纖維;
第二代：1980-2000年代，碳纖維實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、高模量化，并具有高生產(chǎn)率，纖維絲束規(guī)格6k-24k，代表性產(chǎn)品包括：T700S、T800H、T800S、T1000、M30S、M35J、M40J、M46J、M50J、M55J、M60J、M65J(技術(shù)突破但未商品化)、M70J(技術(shù)突破但未商品化)等級(jí)別碳纖維。
第三代：2010-如今，碳纖維進(jìn)一步高強(qiáng)度、高模量化，纖維絲束規(guī)格≥12k，代表性產(chǎn)品T1100G和M40X。
從上述內(nèi)容及圖片可以看出，第三代碳纖維代表性產(chǎn)品主要包括T1100和M40X兩款碳纖維。目前東麗公司尚未進(jìn)行M40X型碳纖維商業(yè)化生產(chǎn)，每年會(huì)生產(chǎn)大約2噸左右，而限量生產(chǎn)的M40X碳纖維大多專門提供給東麗下屬預(yù)浸料生產(chǎn)公司，該纖維由于具有優(yōu)異的性能，因此在各種領(lǐng)域中均可顯著降低零部件的重量。
2023年11月，國(guó)內(nèi)在第三代M40X型碳纖維技術(shù)領(lǐng)域迎來最新進(jìn)展。11月9日，中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)在江蘇省丹陽市組織召開了由江蘇恒神股份有限公司、中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所和哈爾濱工業(yè)大學(xué)共同承擔(dān)的“超高強(qiáng)高模碳纖維(HF55M)工程化關(guān)鍵制備技術(shù)”項(xiàng)目鑒定會(huì)，鑒定委員會(huì)認(rèn)為項(xiàng)目成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。超高強(qiáng)高模碳纖維(HF55M)的拉伸強(qiáng)度≥5800 MPa、拉伸模量≥377 GPa、斷裂伸長(zhǎng)率≥1.50%，主體性能指標(biāo)對(duì)標(biāo)了日本東麗公司于2018年11月研發(fā)成功的M40X型碳纖維(拉伸強(qiáng)度5700MPa、拉伸模量377GPa)。
項(xiàng)目開發(fā)了連續(xù)長(zhǎng)周期聚合及高分子量、窄分布聚丙烯腈紡絲原液制備技術(shù);研發(fā)出高溫高濃凝固成型技術(shù);研制出聚丙烯腈纖維預(yù)氧化碳化結(jié)構(gòu)調(diào)控與納米缺陷控制技術(shù)。結(jié)合復(fù)合式電化學(xué)表面處理工藝，研制出完整的超高強(qiáng)高模碳纖維工程化技術(shù)。建成了十噸級(jí)超高強(qiáng)高模HF55M碳纖維工程化生產(chǎn)線，產(chǎn)品經(jīng)第三方檢測(cè)，碳纖維拉伸強(qiáng)度≥5800 MPa, 拉伸模量≥377 GPa，斷裂伸長(zhǎng)率≥1.50%，目前該款產(chǎn)品通過了多家應(yīng)用單位多批次試用，并已實(shí)現(xiàn)批量銷售，能夠滿足未來國(guó)防及高端裝備領(lǐng)域?qū)μ祭w維復(fù)合材料性能均衡化的要求，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
3、韓國(guó)曉星布局中國(guó)市場(chǎng)，成首個(gè)來華設(shè)碳纖維廠的境外企業(yè)
韓國(guó)曉星公司(Hyosung Advanced Materials)目前產(chǎn)品涉及纖維、鋼線、復(fù)合材料三大主要領(lǐng)域，其中纖維主要包括輪胎補(bǔ)強(qiáng)材料用纖維、工業(yè)絲、地毯用原絲、芳綸、碳纖維等，而復(fù)合材料主要為用于汽車、運(yùn)動(dòng)休閑、航空、產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的碳纖維經(jīng)編織物、預(yù)浸料(Prepreg)等。
2022年11月24日，曉星碳材料(江蘇)有限公司注冊(cè)成立，該公司是韓國(guó)曉星公司全資子公司，公司注冊(cè)地位于江蘇省徐州市新沂市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)香港路1號(hào)，注冊(cè)資本2900萬美元。
2023年2月3日，《曉星碳材料(江蘇)有限公司年產(chǎn)26400噸碳材料項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目用地預(yù)審與選址意見書》在徐州新沂市自然資源和規(guī)劃局網(wǎng)站公示。根據(jù)公示內(nèi)容，項(xiàng)目建設(shè)單位為曉星碳材料(江蘇)有限公司，該年產(chǎn)26400噸碳材料項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目用地總面積為19.8159公頃，其中建設(shè)用地為8.7197公頃。
2023年2月18日，韓國(guó)曉星高性能碳纖維新沂產(chǎn)業(yè)基地開工活動(dòng)舉行，該項(xiàng)目由曉星碳材料(江蘇)有限公司投資建設(shè)，項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容為年產(chǎn)26400噸碳材料項(xiàng)目，項(xiàng)目用地總面積為19.8159公頃，其中建設(shè)用地為8.7197公頃。經(jīng)確定，建成達(dá)產(chǎn)后，本項(xiàng)目預(yù)計(jì)可年產(chǎn)0.96萬噸高性能碳纖維及1.68萬噸碳纖維復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)年銷售額超100億元。
2月18日韓國(guó)曉星高性能碳纖維新沂產(chǎn)業(yè)基地開工
作為首家境外來華投資碳纖維的公司，本號(hào)撰寫了《深度揭秘首家境外來華投資碳纖維產(chǎn)線的韓國(guó)曉星公司及其如何影響國(guó)內(nèi)市場(chǎng)》一文，深入探討了曉星布局中國(guó)市場(chǎng)對(duì)國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)影響，根據(jù)小編預(yù)測(cè)，韓國(guó)曉星進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)后根據(jù)碳纖維產(chǎn)品目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域，其主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可能為中復(fù)神鷹公司，對(duì)于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，兩家企業(yè)各有優(yōu)勢(shì)。
4、風(fēng)電葉片等終端領(lǐng)域遇階段調(diào)整，工業(yè)級(jí)碳纖維銷售遇阻
12月初，國(guó)際著名的咨詢公司Wood Mackenzie表示，由于美國(guó)海上風(fēng)電行業(yè)的財(cái)務(wù)困難，以及中國(guó)對(duì)于風(fēng)電項(xiàng)目的審批和裝機(jī)進(jìn)展緩慢，未來十年，全球風(fēng)電行業(yè)新增裝機(jī)容量將低于此前的預(yù)期。據(jù)悉，全球最大的海上風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)商Orsted、能源巨頭BP、挪威Equinor已對(duì)其美國(guó)海上風(fēng)電投資組合進(jìn)行了價(jià)值數(shù)億美元的減值，理由是螺旋式上升的融資成本和供應(yīng)延遲。
風(fēng)電葉片市場(chǎng)萎縮也給包括大絲束碳纖維在內(nèi)的工業(yè)級(jí)碳纖維制造商帶來一定的下行壓力，比如11月2日，全球知名大絲束碳纖維制造商——德國(guó)SGL Carbon公司發(fā)布了2023年前三季度報(bào)告，由于風(fēng)電行業(yè)的需求持續(xù)不足，碳纖維的銷售額下降了8940萬歐元，降幅為33.2%，由去年同期的2.69億歐元降至1.796億歐元。
對(duì)于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，除了全球風(fēng)電葉片市場(chǎng)遭遇調(diào)整以來，另外一個(gè)因素也給工業(yè)級(jí)碳纖維發(fā)展帶來負(fù)面影響，即：國(guó)內(nèi)大規(guī)模新建產(chǎn)能陸續(xù)投產(chǎn)，工業(yè)級(jí)碳纖維大量投放市場(chǎng)，導(dǎo)致碳纖維價(jià)格呈現(xiàn)持續(xù)下降，部分型號(hào)產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)降至100元/kg以內(nèi)，甚至低于90元/kg。
5、國(guó)外公司紛紛研發(fā)生物基AN，以降低碳纖維生產(chǎn)中的碳排放
早在2019年，美國(guó)Southern research公司公布了一項(xiàng)研究計(jì)劃，旨在開發(fā)一種利用非食品碳水化合物生產(chǎn)AN的高成本效益工藝。作為生物基AN研究的一部分，Southern Research進(jìn)行了生命周期評(píng)估(LCA)，對(duì)生物基AN以及石油基AN進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，生物基AN制造每磅成品的碳足跡為-1.57磅當(dāng)量CO2，而石油基AN生產(chǎn)每磅成品碳足跡為3.5磅當(dāng)量CO2。
隨后美國(guó)Trillium Renewable Chemicals公司獲得了Southern Research公司AN生產(chǎn)工藝的許可。2022年初，Trillium和碳纖維制造商索爾維復(fù)合材料簽署了一份發(fā)展Bio-ACN供應(yīng)鏈的意向書。根據(jù)這項(xiàng)協(xié)議，索爾維將于2023年對(duì)Trillium的生物基AN進(jìn)行分析，以驗(yàn)證其化學(xué)和成分。2024年，索爾維將進(jìn)行生物AN的生命周期評(píng)估。
Trillium Renewable Chemicals的員工在該公司位于美國(guó)西弗吉尼亞州查爾斯頓的試驗(yàn)生產(chǎn)線上工作，該生產(chǎn)線生產(chǎn)來自豆油原料的Bio-ACN。
而在亞洲方面，為了實(shí)現(xiàn)2050年碳中和，在化石燃料衍生品產(chǎn)品鏈中減少CO2排放的措施正在獲得勢(shì)頭，并且越來越多的客戶正在尋求使用低CO2排放的產(chǎn)品來制造，以有助于溫室氣體(GHG)的減少。在這種情況下，旭化成公司和TSPC試圖減少整個(gè)供應(yīng)鏈中的CO2排放量，而在2021年10月TSPC成為了亞洲第一家獲得ISCC PLUS 認(rèn)證的制造商。該認(rèn)證系統(tǒng)使TSPC能夠使用通過質(zhì)量平衡法分配的生物質(zhì)原料生產(chǎn)和銷售AN。
2021年10月，作為一個(gè)多元化的日本跨國(guó)公司，Asahi Kasei Corp.(旭化成公司)宣布位于韓國(guó)首爾的全資子公司通蘇石化有限公司(Tongsuh Petrochemical Corp. Ltd.，TSPC)因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了丙烯腈(AN)的可持續(xù)從而獲得了廣泛認(rèn)可的國(guó)際可持續(xù)發(fā)展和碳認(rèn)證(ISCC)。該公司計(jì)劃于2022年2月開始使用生物基丙烯生產(chǎn)AN材料。
為了實(shí)現(xiàn)2050年碳中和，在化石燃料衍生品產(chǎn)品鏈中減少CO2排放的措施正在獲得勢(shì)頭，并且越來越多的客戶正在尋求使用低CO2排放的產(chǎn)品來制造，以有助于溫室氣體(GHG)的減少。在這種情況下，旭化成公司和TSPC試圖減少整個(gè)供應(yīng)鏈中的CO2排放量，而在2021年10月TSPC成為了亞洲第一家獲得ISCC PLUS 認(rèn)證的制造商。該認(rèn)證系統(tǒng)使TSPC能夠使用通過質(zhì)量平衡法分配的生物質(zhì)原料生產(chǎn)和銷售AN。
2023年6月，日本帝人公司宣布其位于日本靜岡縣的三島工廠生產(chǎn)的Tenax™碳纖維和聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)前驅(qū)體纖維已獲得國(guó)際可持續(xù)發(fā)展和碳認(rèn)證體系的ISCC PLUS認(rèn)證，這是全球首次碳纖維和PAN前驅(qū)體纖維同時(shí)獲得該認(rèn)證。PAN前驅(qū)體纖維由可持續(xù)丙烯腈(acrylonitrile，AN)制成，它使用了生物基衍生產(chǎn)品或回收原料中的廢物和殘留物，并采用質(zhì)量平衡法生產(chǎn)。通過該方法，可以通過復(fù)雜的價(jià)值鏈對(duì)材料進(jìn)行可驗(yàn)證的跟蹤，由于可持續(xù)AN具有與石油衍生AN相同的物理性能，基于該可持續(xù)材料的PAN和Tenax™碳纖維具有與同等化石基產(chǎn)品相同的物理特性。
這種相似性使客戶能夠輕松地用更可持續(xù)的替代品取代Tenax™碳纖維，從而有助于在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)減少溫室氣體(GHG)排放,帝人公司預(yù)計(jì)將于2024年上半年在三島工廠采用質(zhì)量平衡法進(jìn)行PAN和Tenax™碳纖維的商業(yè)化生產(chǎn)。
2023年11月20日，日本東麗公司官網(wǎng)發(fā)布消息稱，其法國(guó)子公司——東麗碳纖維歐洲公司(Toray Carbon Fibers Europe S.A.)在其位于法國(guó)西南部的Lacq和Abidos生產(chǎn)廠獲得ISCC PLUS認(rèn)證。該認(rèn)證可使東麗碳纖維歐洲公司通過質(zhì)量平衡方法分配和使用生物質(zhì)或回收材料來生產(chǎn)和供應(yīng)碳纖維。
東麗碳纖維歐洲公司將于2023年底開始生產(chǎn)源自生物質(zhì)和回收原材料的碳纖維. 此外，東麗在日本的愛媛工廠計(jì)劃在2024年3月前獲得ISCC PLUS認(rèn)證，并在2024年底前開始生產(chǎn)纖維。在美國(guó)，東麗美國(guó)子公司——Toray Composite Materials America位于阿拉巴馬州迪凱特的碳纖維工廠也計(jì)劃在2024年獲得該認(rèn)證。隨著這三個(gè)工廠獲得認(rèn)證，東麗集團(tuán)打算在日本、美國(guó)和歐洲的工廠使用生物質(zhì)或回收原材料生產(chǎn)碳纖維，確保向全球客戶穩(wěn)定供應(yīng)。
2023年12月21日，日本帝人公司官網(wǎng)宣布，為了在減少溫室氣體排放領(lǐng)域做出積極貢獻(xiàn)，公司已經(jīng)開始生產(chǎn)和銷售使用環(huán)保型原料(生物基丙烯腈AN)的碳纖維。帝人公司此次將采用基于可持續(xù)產(chǎn)品國(guó)際認(rèn)證的質(zhì)量平衡方式，開始生產(chǎn)和銷售使用環(huán)保型原料的Tenax™碳纖維。
6、采用碳纖維復(fù)合材料的深潛器發(fā)生內(nèi)爆，行業(yè)公司釋疑
2023年6月18日，包括OceanGate創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官斯托克頓·拉什，77歲的前法國(guó)海軍軍官保羅·亨利·納吉萊特，58 歲的英國(guó)億萬富翁、冒險(xiǎn)家Hamish Hardin，48 歲的巴基斯坦商人Shahzada Dawood和他的兒子蘇萊曼在內(nèi)的五名乘客搭載一艘深海潛水器觀看歷史悠久的泰坦尼克號(hào)沉船事故。這艘名為“泰坦號(hào)(Titan)”深海潛水器在出發(fā)約1小時(shí)45分鐘后便失聯(lián)，當(dāng)?shù)貢r(shí)間22日下午，美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)宣布“泰坦號(hào)”潛水器已在沉船地點(diǎn)附近發(fā)生災(zāi)難性內(nèi)爆，5名乘員全部死亡。
據(jù)OceanGate報(bào)道，“泰坦”號(hào)是使用航空航天級(jí)碳纖維制造的，將其重量減輕到其他深潛載人潛水器重量的一小部分。2020年2月26日，OceanGate公司宣布已經(jīng)與美國(guó)宇航局NASA達(dá)成協(xié)議，合作開發(fā)、制造和測(cè)試新型碳纖維壓力容器。NASA位于阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心將作為一個(gè)新的航空級(jí)船體的開發(fā)和制造基地。這項(xiàng)設(shè)計(jì)工作是OceanGate完成其最新的獨(dú)眼巨人潛水器的關(guān)鍵，該潛水器計(jì)劃搭載五名船員下潛到6000米。根據(jù)關(guān)閉的OceanGate網(wǎng)站，該公司用鈦和細(xì)絲纏繞的碳纖維建造了“泰坦”號(hào)。
自從OceanGate公司“泰坦號(hào)”旅游潛水器的發(fā)生災(zāi)難性事故以來，該公司使用碳纖維復(fù)合材料建造潛水器的耐壓殼體備受質(zhì)疑，因?yàn)樾袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)是用鈦制造耐壓外殼。但是，深潛用碳纖維壓力容器真的不堪一擊嗎?事實(shí)上，羅德島州一家專門為潛水器建造碳纖維壓力容器的公司已經(jīng)編制了一份令人印象深刻的安全性和可靠性記錄，稱只要容器設(shè)計(jì)和測(cè)試得當(dāng)，這種材料就可以用于這種應(yīng)用。
OceanGate公司“泰坦號(hào)”深海潛水器
截至目前，這家名為復(fù)合能源技術(shù)公司(Composite Energy Technologies，CET)已成功建造了數(shù)十艘碳纖維深海壓力容器。公司總裁Chase Hogoboom在接受采訪時(shí)表示，CET公司致力于為商業(yè)和政府客戶(如海軍研究辦公室)提供碳纖維壓力容器，這些這些壓力容器在比泰坦尼克號(hào)更深的地方潛水時(shí)從未失敗過。
CET公司斷言，如果結(jié)構(gòu)適當(dāng)，循環(huán)疲勞就不是問題。為了證明這一點(diǎn)，Hogoboom公布了他的公司在深海應(yīng)用中的產(chǎn)品記錄。“我們建造的船只在深海壓力下循環(huán)使用了200次，然后發(fā)生內(nèi)爆，這些船只在與新船只相同的深度失效。”Hogoboom解釋說，關(guān)鍵是要認(rèn)真設(shè)計(jì)和測(cè)試復(fù)合結(jié)構(gòu)。他說：“我們對(duì)已經(jīng)建成的設(shè)施的實(shí)力有很高的信心。我們使用工程模型，以驗(yàn)證所建模的內(nèi)容，但是也存在失敗案例。這是OceanGate跳過的關(guān)鍵一步，”Hogoboom表示。制造過程中的一些重要因素包括所用碳纖維的布局和纖維方向。但正如在蘭博基尼鋪放碳纖維的經(jīng)驗(yàn)中所積累到的專業(yè)知識(shí)一樣，制造差異可能會(huì)破壞預(yù)期結(jié)果，而這些差異可以決定該項(xiàng)目的最終強(qiáng)度。
7、連續(xù)碳纖維熱塑性單向帶的國(guó)產(chǎn)化量產(chǎn)
智上新材的連續(xù)碳纖維熱塑性單向帶的量產(chǎn)：材料領(lǐng)域中的高性能追求是不變的主題，如何更好的激發(fā)出碳纖維的高性能優(yōu)勢(shì)成為了大家關(guān)心的問題。摒棄傳統(tǒng)的熱固性樹脂，選擇采用熱塑性樹脂的方法成為了該領(lǐng)域的科研重點(diǎn)。但受限于熱塑性樹脂不同于傳統(tǒng)熱固性樹脂，粘度高，在浸漬過程中不能浸漬徹底，該難題讓很多人望而卻步，我國(guó)本身在碳纖維領(lǐng)域的技術(shù)就落后于國(guó)外，國(guó)外掌握該技術(shù)更是對(duì)我們進(jìn)行了技術(shù)封鎖，想要該高性能的碳纖維復(fù)合材料只能埋頭苦干，在過去的2023年，智上新材料科技有限公司就率先成為國(guó)內(nèi)完成該項(xiàng)技術(shù)的廠家，并且完成量產(chǎn)。
智上新材：前身為無錫智上新材，從2014年開始從事碳纖維領(lǐng)域的原材料到制品定制化生產(chǎn)，于2019年新建2萬平廠房，專門用于連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的研發(fā)，提供該材料從生產(chǎn)到銷售再到實(shí)際應(yīng)用需求解決方案的服務(wù)高新技術(shù)企業(yè)。現(xiàn)如今量產(chǎn)的PEEK、PPS等熱塑性碳纖維單向帶制作的產(chǎn)品以及被應(yīng)用到軌道交通、醫(yī)療器械、高精密機(jī)械等多領(lǐng)域中去。成功擺脫了連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料依賴國(guó)外進(jìn)口的難題，遵循技術(shù)就是生產(chǎn)力的企業(yè)發(fā)展觀，向著“航母級(jí)熱塑性碳纖維復(fù)合材料供應(yīng)商”的目標(biāo)前進(jìn)，早日實(shí)現(xiàn)“材料強(qiáng)國(guó)”的愿景。
8、開發(fā)出8.0GPa碳纖維，日本東麗再次引領(lǐng)全球高性能碳纖維發(fā)展
最早在本號(hào)2023年7月份撰寫的兩期文章《為應(yīng)對(duì)航空復(fù)蘇及預(yù)期增長(zhǎng)，日本東麗正在研發(fā)強(qiáng)度8GPa的超高強(qiáng)度碳纖維》(閱讀原文)以及《深度解密日本東麗公司最新碳纖維發(fā)展戰(zhàn)略(6)公司未來發(fā)展的三大戰(zhàn)略》(閱讀原文)中明確提出了日本東麗公司正在研發(fā)的超高強(qiáng)度碳纖維的拉伸強(qiáng)度高達(dá)8.0GPa、拉伸模量310-320GPa。
根據(jù)公司碳纖維產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略，將繼續(xù)不斷追求碳纖維的“輕量化、高強(qiáng)度”，因此公司著意于通過導(dǎo)致纖維斷裂的表面缺陷的納米級(jí)控制來進(jìn)一步提升碳纖維的拉伸強(qiáng)度，從而滿足飛機(jī)、壓力容器、高端體育器材等領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)度材料的需求。不出意料的是，2023年10月29日，日本東麗官網(wǎng)正式宣布推出拉伸強(qiáng)度8.0GPa、拉伸模量315GPa的T1200型超高強(qiáng)度碳纖維。
小編針對(duì)東麗公司發(fā)布T1200型碳纖維信息也進(jìn)行了深入剖析，根據(jù)日本東麗官網(wǎng)的說法，此次公布T1200型碳纖維的信息，是基于各國(guó)的公司不斷加強(qiáng)的傳統(tǒng)高強(qiáng)度碳纖維產(chǎn)品的供應(yīng)能力，鑒于對(duì)高強(qiáng)度碳纖維的需求明顯上升，東麗必須做出回應(yīng);而據(jù)小編估計(jì)更多原因是來自于近年來我國(guó)在超高強(qiáng)度碳纖維領(lǐng)域的突破，因?yàn)榻刂聊壳皣?guó)內(nèi)已有包括威海拓展、中復(fù)神鷹、江蘇恒神等在內(nèi)的多家企業(yè)宣布突破了T1100碳纖維技術(shù)。而在去年12月中簡(jiǎn)科技股份有限公司申請(qǐng)的一項(xiàng)專利技術(shù)《高強(qiáng)度高模量碳纖維原絲濕法紡絲的制備方法》(申請(qǐng)?zhí)枺?/span>202211604969.0)中公布了一種濕法紡絲制備得到的超高強(qiáng)度碳纖維方法，制得碳纖維的拉伸強(qiáng)度為7GPa、拉伸模量為335GPa。綜上可知，即便是日本三菱、美國(guó)Hexcel具有相同或相近級(jí)別超高強(qiáng)度產(chǎn)品時(shí)，日本東麗并未將兩家公司視為對(duì)手，而隨著我國(guó)多家企業(yè)陸續(xù)宣布突破T1100碳纖維技術(shù)，為了宣示全球高性能碳纖維的霸主地位，東麗公司擇機(jī)宣布了T1200碳纖維這款新產(chǎn)品。
注：本文大部分內(nèi)容來自頭條錢鑫博士，少部分修改。
