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到2025年我国碳纤维技术有望达到世界先进水平

2019-11-10 16:52:37 仰山新闻

近年来,“碳纤维”逐渐成为汽车行业的热门词汇。随着环保和节能的需要,汽车轻量化已成为世界汽车发展的趋势,而具有轻质、安全和经济特性的碳纤维复合材料无疑成为热门话题。经过50多年的发展,碳纤维技术已经开始成熟,大规模应用的时机已经到来。9月19日,在第十三届汽车轻量化大会暨展览会的间隙,中国工程院院士、中石化仪征化纤有限公司顾问蒋世成在接受《中国汽车日报》采访时明确表示,他对碳纤维复合材料技术在中国的发展前景非常乐观。他直言不讳地说:“碳纤维技术以前一直被美国、日本等国家垄断,但由于我国政府的高度重视,科研机构、企业等诸多领域的努力,我国自主开发的碳纤维产品几乎涵盖了所有型号,尤其是国防和航空航天领域的尖端型号。”因此,他相信五年后中国的碳纤维技术不仅会达到国际先进水平,而且会赶上国外。

碳纤维的质量和数量蓬勃发展

据了解,碳纤维是一种高强度、高模量的纤维材料,含碳量超过90%,因其优异的特性而被广泛应用。蒋世成表示,除国防和军事领域外,碳纤维复合材料实际上已经开始广泛应用于各行各业,包括交通领域的飞机、高速列车和汽车,以及能源领域的风力涡轮机叶片。此外,其中很大一部分用于运动器材和其他行业,如高尔夫球杆、钓鱼竿和其他运动产品。当然,随着汽车工业轻量化的发展,碳纤维材料在汽车领域的应用越来越多。众所周知,新能源汽车已经进入快速发展阶段,目前消费者对纯电动汽车最大的障碍之一应该是里程焦虑问题。为了更有效地提高纯电动汽车的行驶里程,车身的轻量化至关重要。在新能源汽车中,氢燃料电池汽车被称为真正零排放的环保汽车。然而,这种车辆的主要问题之一是氢的安全性。碳纤维材料也可以在这方面发挥关键作用。蒋世成提到,用于储存氢气的高压储气罐可以使用碳纤维材料,从而更好地保证储气罐的安全。

碳纤维在汽车工业中仍然面临四大问题

蒋世成坦言,中国汽车领域碳纤维材料的发展仍面临四个问题。一、相关成型设备。碳纤维材料不同于传统的汽车材料,需要连续自动化的生产设备来实现真正的工业化。一方面,我们需要加快相关设备的自主研发,另一方面,我们需要将国外先进技术与国内技术相结合。其次,碳纤维材料不能直接应用于汽车,有些技术需要与其他复合材料相结合,如复合材料的快速成型。只有实现这些技术,才能加快发展。第三,建立和设计整个碳纤维材料数据库。碳纤维复合材料作为一种新材料,其物理指标具有各向异性。因此,有必要积累最基本的数据库,找到其规则,并建立一系列的标准和制度。目前,这方面在汽车行业是一个相对薄弱的领域。第四,碳纤维复合材料相关人才短缺。

颠覆传统汽车技术引领汽车工业“第二次革命”

在国内外汽车企业中,有些已经将碳纤维材料应用于汽车,但大规模应用并不多。蒋世成用一组数据解释了这个问题:目前全球碳纤维产能约为9万吨,其中中国可达2万吨;中国碳纤维的使用增长率逐年上升,从前几年的3000吨增加到5000吨,再到近年的9000吨。然而,尽管中国碳纤维产量逐年增加,但仍不能满足中国碳纤维的需求,仍有三分之二以上需要进口。其中,汽车工业的使用量更少,仅超过700吨,仅占总量的3%左右。

然而,蒋世成认为,轻量化将是未来汽车工业的趋势。碳纤维复合材料一旦可以用于大型汽车零部件或汽车工厂,其加工技术完全是一种全新的制造技术,甚至会颠覆现有的传统汽车技术。他表示,碳纤维在汽车轻量化中的应用将改变汽车生产的组织模式,传统的四大技术将被新的四大技术(模压、粘接、喷涂和装配)所取代。(冯玉婷)

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