摘  要：本文介紹了國(guó)內(nèi)外高性能碳纖維、碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料、復(fù)合材料制造技術(shù)等發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題，分析了國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，提出了碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料重點(diǎn)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：碳纖維；樹(shù)脂基復(fù)合材料；復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展方向

碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料，特別是碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，是一類(lèi)涉及航空航天、新能源、車(chē)輛及軌道交通、海洋工程等領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵材料。從“十三五”至2035年，我國(guó)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)正處于從發(fā)展壯大向產(chǎn)業(yè)成熟期過(guò)渡，邁向產(chǎn)業(yè)中高端的關(guān)鍵時(shí)期。在巨大的市場(chǎng)需求牽引下，碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有廣闊的發(fā)展空間，但同時(shí)也面臨嚴(yán)峻的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，環(huán)境保護(hù)等方面的壓力，挑戰(zhàn)和機(jī)遇共存。

目前國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料制造工藝裝備落后，自動(dòng)化程度低，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)成套工藝與裝備研發(fā)能力不足；碳纖維高端產(chǎn)品缺乏，中低端產(chǎn)品成本居高不下；復(fù)合材料設(shè)計(jì)與應(yīng)用水平不高，技術(shù)發(fā)展缺乏頂層設(shè)計(jì)，跨學(xué)科綜合設(shè)計(jì)能力不足，這些已成為阻礙國(guó)內(nèi)高性能復(fù)合材料進(jìn)步的重要原因。美國(guó)以知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國(guó)家安全為由制造的中美貿(mào)易摩擦等貿(mào)易保護(hù)主義抬頭的大環(huán)境下，碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料的發(fā)展不能依靠借鑒國(guó)外技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，必須堅(jiān)持以我為主，重點(diǎn)支持，才能實(shí)現(xiàn)自主可控。

1 碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1碳纖維向高性能和低成本雙向快速發(fā)展，美國(guó)、日本等仍然控制碳纖維核心技術(shù)和市場(chǎng)

圖1是全球不同碳纖維廠商的生產(chǎn)能力。日本3家企業(yè)，東麗、東邦和三菱麗陽(yáng)的碳纖維約占全球70%～80%的市場(chǎng)份額，其中東麗公司產(chǎn)能最大，品種規(guī)格最齊全，產(chǎn)品性能最好，是全球最大的碳纖維供應(yīng)商。

圖1 全球不同碳纖維廠商的生產(chǎn)能力

在碳纖維規(guī)模生產(chǎn)的同時(shí)，碳纖維廠商不斷強(qiáng)化提升碳纖維的性能，高性能化進(jìn)展明顯。2014年日本東麗公司研制成功T1100G碳纖維，拉伸強(qiáng)度達(dá)到6.6GPa，彈性模量達(dá)到324GPa；2015年美國(guó)赫氏公司研制成功拉伸強(qiáng)度達(dá)到5.8GPa，彈性模量達(dá)到375GPa的碳纖維。2018年日本東麗公司通過(guò)嚴(yán)格控制納米級(jí)石墨晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步將碳纖維拉伸強(qiáng)度和模量同時(shí)提高，新推出的TORAYCAM40X碳纖維的抗拉強(qiáng)度較M40J提高了約30％，同時(shí)保持與M40J相當(dāng)?shù)睦炷Ａ?。高性能碳纖維主流生產(chǎn)技術(shù)仍處于日美壟斷局面。

圖2 日本東麗公司的碳纖維性能

國(guó)內(nèi)高性能碳纖維制備與應(yīng)用技術(shù)取得了重大突破，基本掌握了高性能碳纖維研制和生產(chǎn)的核心技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，高品質(zhì)T300/T700級(jí)碳纖維滿足國(guó)防應(yīng)用需求，T800、M40、M40J和M55J已突破工程化制備技術(shù)，正在進(jìn)行應(yīng)用考核驗(yàn)證。

2019年國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)能達(dá)到26000噸，產(chǎn)能在3000噸以上有4家公司，產(chǎn)業(yè)集中度在加速，4家千噸級(jí)碳纖維企業(yè)的產(chǎn)能已經(jīng)占到全國(guó)總產(chǎn)能的75%。2019年國(guó)內(nèi)碳纖維總銷(xiāo)量大約是12000噸，銷(xiāo)量/產(chǎn)能比為45%，而國(guó)際其他碳纖維廠家的銷(xiāo)量/產(chǎn)能比達(dá)到75%以上。雖然國(guó)內(nèi)碳纖維銷(xiāo)量/產(chǎn)能比不高，產(chǎn)能得不到充分釋放，但國(guó)內(nèi)碳纖維的擴(kuò)產(chǎn)愿意仍然強(qiáng)烈，擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模大。圖3為國(guó)內(nèi)碳纖維的產(chǎn)能分布，不同碳纖維廠商的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃見(jiàn)圖7。

圖3 2019年國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)能分布

1.2 航空航天復(fù)合材料技術(shù)進(jìn)入成熟期，風(fēng)電和交通領(lǐng)域應(yīng)用為碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)注入了新的活力

碳纖維復(fù)合材料是復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和價(jià)值核心，2019年世界碳纖維復(fù)合材料年用量約16萬(wàn)噸，市場(chǎng)總價(jià)值約170億美元。碳纖維復(fù)合材料用量排名前四的分別是風(fēng)電（約26%）、航空航天(約23%)、體育休閑（約14%）和汽車(chē)（約11%）。碳纖維復(fù)合材料銷(xiāo)售收入排名前四的分別為航空航天（約63%）、體育休閑（約15%）、汽車(chē)（約6%）和風(fēng)電（約4%）。

圖4 2019年全球不同領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料用量及銷(xiāo)售收入

在全球航空航天碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)中，大型商用飛機(jī)應(yīng)用占據(jù)了67%，支線飛機(jī)12%，直升飛機(jī)約6%，軍機(jī)12%。大型商用飛機(jī)的高產(chǎn)量和復(fù)合材料高使用比例，使其復(fù)合材料的需求量占絕大多數(shù)市場(chǎng)份額，隨著大量采用復(fù)合材料的B787和A350飛機(jī)的批量生產(chǎn)，以及Boeing和Airbus系列飛機(jī)的改進(jìn)改型復(fù)合材料用量的提高，這一比例將進(jìn)一步達(dá)到航空碳纖維復(fù)合材料總用量的80%以上。

圖5 航空航天碳纖維復(fù)合材料的分布情況

風(fēng)電和汽車(chē)應(yīng)用為碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)注入了新的活力，推動(dòng)碳纖維復(fù)合材料發(fā)展跨入到以工業(yè)應(yīng)用為主的新階段。以Vestas為代表的風(fēng)電碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模接近39000噸，以BMWi3為代表的汽車(chē)復(fù)合材料目前市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)18000噸，但由于相對(duì)較高的原材料成本及制造成本，碳纖維復(fù)合材料尚難大比例替代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料。

國(guó)內(nèi)碳纖維復(fù)合材料在航空航天、新能源，汽車(chē)和軌道交通，體育休閑，建筑和基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域也得到大量應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大。國(guó)內(nèi)四代機(jī)復(fù)合材料用量達(dá)到27%，大型運(yùn)輸機(jī)復(fù)合材料用量達(dá)到9%左右，直升機(jī)復(fù)合材料用量達(dá)到42%，C919大型客機(jī)復(fù)合材料用量10%左右。2016年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)民用復(fù)合材料生產(chǎn)量已超過(guò)德國(guó)、日本和美國(guó)，2019年碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)量達(dá)到5.8萬(wàn)噸，占世界復(fù)合材料產(chǎn)量的38%。由于這些應(yīng)用主要為風(fēng)電葉片和體育休閑，大部分處于中低端，其產(chǎn)值僅為世界復(fù)合材料產(chǎn)值的23%左右。

1.3 碳纖維復(fù)合材料自動(dòng)化制造技術(shù)日趨普遍，美國(guó)、日本、法國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家成為航空航天復(fù)合材料的制造強(qiáng)國(guó)和大國(guó)

隨著碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，復(fù)合材料制造工藝向多元化和自動(dòng)化快速發(fā)展，復(fù)合材料成型工藝從初期的手糊和手工鋪貼工藝發(fā)展到廣泛應(yīng)用自動(dòng)鋪放技術(shù)。2016年復(fù)合材料構(gòu)件自動(dòng)化制造比例達(dá)到50%。以勞動(dòng)強(qiáng)度大、過(guò)程可控性差、污染嚴(yán)重為特點(diǎn)的手糊工藝已經(jīng)基本消失，以勞動(dòng)力密集為特點(diǎn)的手工鋪貼工藝也已經(jīng)減少至30%。

圖6 復(fù)合材料成型工藝方法的發(fā)展過(guò)程

20年前由于勞動(dòng)力成本因素，以勞動(dòng)密集為特點(diǎn)的復(fù)合材料制造業(yè)曾有向中國(guó)、馬來(lái)西亞等發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)已經(jīng)不復(fù)存在，美國(guó)、日本、法國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家承擔(dān)了80%左右航空航天復(fù)合材料構(gòu)件的制造，繼續(xù)保持航空航天復(fù)合材料的制造大國(guó)和強(qiáng)國(guó)地位。

國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，建立了復(fù)合材料研發(fā)平臺(tái)和制造基地，研制的環(huán)氧、雙馬和聚酰亞胺等復(fù)合材料滿足航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用需求，發(fā)展了熱熔預(yù)浸料和熱壓罐成型、纖維纏繞成型、樹(shù)脂傳遞模塑（ResinTransferMolding，RTM）成型工藝技術(shù)，自動(dòng)鋪帶和自動(dòng)鋪絲、預(yù)浸料自動(dòng)拉擠等先進(jìn)高效的工藝技術(shù)也開(kāi)始得到應(yīng)用。

2 國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展存在的問(wèn)題

2.1碳纖維研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)積累不夠，碳纖維高端產(chǎn)品缺乏，中低端產(chǎn)品成本居高不下，缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力

國(guó)產(chǎn)碳纖維發(fā)展以跟蹤仿制模式為主，自主創(chuàng)新能力不足。國(guó)產(chǎn)碳纖維高端產(chǎn)品缺乏，目前國(guó)內(nèi)只有國(guó)產(chǎn)T800級(jí)碳纖維進(jìn)入工程化應(yīng)用驗(yàn)證階段，更高性能的T1100G碳纖維、TORAYCAM40X碳纖維還處于跟蹤研發(fā)階段；中低端產(chǎn)品成本居高不下，宇航級(jí)T300、T700級(jí)國(guó)產(chǎn)碳纖維價(jià)格國(guó)外在1000元人民幣/kg以內(nèi)，國(guó)內(nèi)在3000-4000元人民幣/kg，缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。一方面國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)能難以達(dá)標(biāo)，另一方面由于性價(jià)比低的原因，國(guó)內(nèi)樹(shù)脂基復(fù)合材料用碳纖維仍需大量進(jìn)口。涉足碳纖維研制生產(chǎn)的單位數(shù)量多，低水平無(wú)序擴(kuò)張愈演愈烈，產(chǎn)業(yè)陷入投入依賴陷阱，真正具有競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)健康發(fā)展的碳纖維龍頭產(chǎn)業(yè)尚未形成。圖7為國(guó)內(nèi)近期碳纖維企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。

圖7 不同碳纖維廠商的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃

2.2 碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料制造工藝裝備落后，自動(dòng)化程度低，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)成套工藝與裝備研發(fā)能力不足

國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用以跟蹤替代為主，自主設(shè)計(jì)應(yīng)用能力較弱，自動(dòng)化成型工藝的應(yīng)用比例不足20%。復(fù)合材料設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落后使復(fù)合材料性能離散大、減重效率和成品率低、成本高，已經(jīng)成為制約復(fù)合材料應(yīng)用的突出問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料關(guān)鍵制造裝備總體處于以引進(jìn)為主，研仿為輔的狀況，部分裝備如熱熔預(yù)浸機(jī)、纏繞機(jī)、熱壓罐、熱壓機(jī)的設(shè)計(jì)制造取得了一定突破，基本能夠滿足復(fù)合材料制造的要求。復(fù)合材料自動(dòng)鋪放設(shè)備、預(yù)浸料自動(dòng)拉擠設(shè)備的研制也取得了重要進(jìn)展，但在科研和生產(chǎn)中發(fā)揮主要作用的還是進(jìn)口裝備。

2.3 碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料設(shè)計(jì)與應(yīng)用水平不高，高端領(lǐng)域應(yīng)用前景不明

國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國(guó)家存在明顯的差距。國(guó)外研制的B787、A350等大型客機(jī)復(fù)合材料用量達(dá)到了50%以上。國(guó)內(nèi)研制的ARJ21支線客機(jī)復(fù)合材料用量不足2%，正在研制的C919復(fù)合材料用量?jī)H達(dá)10%左右，且大部分構(gòu)件主要直接從國(guó)外進(jìn)口預(yù)浸料制造生產(chǎn)。樹(shù)脂基復(fù)合材料在大型客機(jī)等民用航空領(lǐng)域難以形成規(guī)模。

雖然國(guó)內(nèi)民用樹(shù)脂基復(fù)合材料生產(chǎn)量已超過(guò)德國(guó)、日本和美國(guó)，2019年占世界復(fù)合材料產(chǎn)量的38%，但這些應(yīng)用主要處于中低端，附加值低。碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料缺乏高端民用領(lǐng)域的牽引，高端復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)前景不明。

3 國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的發(fā)展機(jī)遇

3.1 國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料發(fā)展需求

國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料已經(jīng)初具規(guī)模，2019年國(guó)內(nèi)碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)量達(dá)到58000噸，體育休閑領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)量達(dá)到21000噸左右，建筑、壓力容器、汽車(chē)、電子電氣等領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)量達(dá)到10000噸以上，未來(lái)這些領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料的用量將保持3%～10%的速度繼續(xù)增長(zhǎng)。

航空航天領(lǐng)域是碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料高端應(yīng)用的重要領(lǐng)域。我國(guó)正在研制的CR929寬體客機(jī)不但尾翼級(jí)次承載結(jié)構(gòu)應(yīng)用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，機(jī)翼、機(jī)身都將采用復(fù)合材料，用量超過(guò)50%。商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片、包容機(jī)匣、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙都需要采用高韌性碳纖維復(fù)合材料制造，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。新一代重型運(yùn)載火箭、可重復(fù)使用運(yùn)載器和新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等研制急需T800級(jí)和T1000級(jí)碳纖維復(fù)合材料，以及高強(qiáng)高模M55J級(jí)碳纖維復(fù)合材料。航空航天領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用規(guī)模將有明顯的增長(zhǎng)。

隨著低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)和海上風(fēng)電大型葉片的發(fā)展，碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電領(lǐng)域的用量將持續(xù)高速增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)主要的葉片制造商：洛陽(yáng)雙瑞科技、中材科技、重通葉片、明陽(yáng)風(fēng)電、中復(fù)連眾、時(shí)代新材等均在積極推進(jìn)碳纖維應(yīng)用。2018年雙瑞科技83.6米的中國(guó)最長(zhǎng)海上風(fēng)電葉片下線，由于超長(zhǎng)風(fēng)電葉片承載要求，必須采用了碳纖維大梁，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)風(fēng)電領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料。2019年風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)量達(dá)到

21000噸左右，未來(lái)風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料的產(chǎn)量將進(jìn)一步快速提升。

國(guó)內(nèi)軌道交通發(fā)展處于國(guó)際領(lǐng)先水平。更高速度的高速列車(chē)、磁懸浮列車(chē)對(duì)輕量化的要求非常迫切，大量應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料是未來(lái)減輕列車(chē)結(jié)構(gòu)重量的重要發(fā)展方向。中國(guó)高速列車(chē)3500組車(chē)如果復(fù)合材料使用率達(dá)到30%，將產(chǎn)生每年數(shù)萬(wàn)噸的市場(chǎng)規(guī)模。

3.2 國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)

（1）國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料的發(fā)展目標(biāo)碳纖維

建立符合我國(guó)應(yīng)用需要的碳纖維技術(shù)與產(chǎn)品系列，碳纖維性能和價(jià)格具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)

力。突破碳纖維原絲生產(chǎn)技術(shù)，形成多元化技術(shù)體系；自主研發(fā)碳化、石墨化等關(guān)鍵設(shè)備，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)業(yè)化水平。高性能碳纖維力學(xué)性能達(dá)到或超過(guò)TORAYCAMX相當(dāng)水平，滿足國(guó)防、國(guó)家大飛機(jī)、載人航天等重大工程的需求。低成本碳纖維符合拉伸強(qiáng)度2.8GPa、拉伸模量280GPa和斷裂伸長(zhǎng)率1%的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，支撐建筑、交通、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在“十四五”末期，碳纖維銷(xiāo)量達(dá)到50000噸/年，銷(xiāo)量/產(chǎn)能比達(dá)到60%以上。

碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料：建立完整的碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料自動(dòng)化制造技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料自動(dòng)鋪放裝備的自主制造，大型復(fù)合材料構(gòu)件自動(dòng)化制備技術(shù)應(yīng)用比例提高到60%以上；實(shí)現(xiàn)T800級(jí)碳纖維及其復(fù)合材料在武器裝備、大型寬體客機(jī)、載人航天等領(lǐng)域的批量穩(wěn)定應(yīng)用，主結(jié)構(gòu)應(yīng)用減重效率達(dá)到30%以上，綜合性能具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；研發(fā)新一代高強(qiáng)高模高韌碳纖維復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)在裝備應(yīng)用的考核驗(yàn)證。

面向新能源和交通領(lǐng)域的應(yīng)用需求，全面突破高壓RTM、快速熱壓、快速固化等系列低成本工藝關(guān)鍵技術(shù)，突破低成本碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電、交通等領(lǐng)域規(guī)模應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建集碳纖維研制生產(chǎn)、復(fù)合材料研制生產(chǎn)、裝備國(guó)產(chǎn)化研制、復(fù)合材料設(shè)計(jì)和應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈條，實(shí)現(xiàn)低成本碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電、交通等領(lǐng)域規(guī)模應(yīng)用。在“十四五”末期，碳纖維復(fù)合材料在民用領(lǐng)域應(yīng)用達(dá)到80000噸/年以上。

（2）國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)

a.碳纖維技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)：

1）創(chuàng)新開(kāi)展高性能碳纖維的研發(fā)，建立具有中國(guó)特色的高性能碳纖維技術(shù)與產(chǎn)品體系，實(shí)現(xiàn)碳纖維性能達(dá)到或超過(guò)TORAYCAMX系列，實(shí)現(xiàn)從跟蹤到超越的跨越。

2）突破低成本碳纖維制備關(guān)鍵設(shè)備和工藝技術(shù)，建立千噸乃至萬(wàn)噸級(jí)低成本碳纖維生產(chǎn)線，產(chǎn)品性能符合拉伸強(qiáng)度2.8GPa、拉伸模量280GPa和斷裂伸長(zhǎng)率1%國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品價(jià)格具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，支撐碳纖維復(fù)合材料在軌道交通、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。

3）高強(qiáng)中模高韌碳纖維（T800級(jí)）復(fù)合材料通過(guò)在武器裝備和國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)等的應(yīng)用考核驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)T800級(jí)碳纖維復(fù)合材料在航空裝備等批量應(yīng)用。

b.復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)：

1）全面突破復(fù)合材料自動(dòng)鋪放裝備和制造技術(shù)，建立完整的先進(jìn)復(fù)合材料自動(dòng)化制造技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料自動(dòng)鋪放裝備的自主制造，大型復(fù)合材料構(gòu)件自動(dòng)化制備技術(shù)應(yīng)用比例提高到60%以上。

2）突破高性能熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料和原位固結(jié)成型技術(shù)、熱塑性復(fù)合材料原位反應(yīng)成型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高性能熱塑性復(fù)合材料在航空裝備和車(chē)輛的批量應(yīng)用。

3）發(fā)展真空狀態(tài)下模具直接加熱的新型非熱壓罐固化工藝，實(shí)現(xiàn)固化能耗和固化工藝成本降低50%以上，改善復(fù)合材料零件的固化均勻性和固化變形，開(kāi)啟高效低成本樹(shù)脂基復(fù)合材料時(shí)代。

4）重點(diǎn)發(fā)展1～5min快速固化、高壓RTM、快速熱壓等低成本復(fù)合材料制備單元工藝技術(shù)，建立基于紡織級(jí)腈綸原絲低成本碳纖維復(fù)合材料快速制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在汽車(chē)、風(fēng)電等領(lǐng)域規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)集群。

5）發(fā)展碳纖維復(fù)合材料高效回收技術(shù)和回收碳纖維再利用技術(shù)，建立碳纖維復(fù)合材料回收再利用專(zhuān)用裝備，實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料規(guī)模化回收利用，支撐碳纖維復(fù)合材料在新能源和交通等領(lǐng)域規(guī)模應(yīng)用和綠色發(fā)展。

（3）國(guó)內(nèi)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)

1）形成碳纖維龍頭生產(chǎn)企業(yè)，具有規(guī)模生產(chǎn)系列高性能碳纖維和低成本碳纖維的能力。高性能碳纖維性能達(dá)到或超過(guò)TORAYCAMX系列，實(shí)現(xiàn)從跟蹤到領(lǐng)先的跨越；低成本碳纖維性能達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，價(jià)格具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。分別建立高性能碳纖維和低成本碳纖維千噸級(jí)和萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)線，成為國(guó)際碳纖維最主要供應(yīng)商之一。

2）建立碳纖維復(fù)合材料聯(lián)合研發(fā)中心，發(fā)展碳纖維復(fù)合材料新型成型技術(shù)和工藝裝備，高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料，引領(lǐng)未來(lái)復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展。

3）建立碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)航空航天復(fù)合材料，風(fēng)電復(fù)合材料，車(chē)輛和軌道交通復(fù)合材料，海洋工程復(fù)合材料的研發(fā)與規(guī)模生產(chǎn)，形成航空航天復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模3000噸/年，風(fēng)電和軌道交通等復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模30000噸/年，成為全球復(fù)合材料最主要生產(chǎn)基地。

4 結(jié)束語(yǔ)

碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的快速、規(guī)?；l(fā)展，需要先進(jìn)完整的復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和工藝裝備的支撐。應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展碳纖維大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)成套工藝與裝備技術(shù)，突破碳纖維性能提升和成本控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，滿足國(guó)內(nèi)復(fù)合材料發(fā)展對(duì)碳纖維的需求并參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。發(fā)展復(fù)合材料自動(dòng)化制造和成套裝備技術(shù)，提升復(fù)合材料技術(shù)和裝備實(shí)力，建立先進(jìn)完整的復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。

重點(diǎn)突破風(fēng)電，車(chē)輛和軌道交通等碳纖維復(fù)合材料規(guī)?；统杀緫?yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料在高端民用領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用，真正把碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)做強(qiáng)做大。

碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展，需要有大量的專(zhuān)業(yè)人才支撐。依托相關(guān)高校完善學(xué)科設(shè)置，適當(dāng)加強(qiáng)機(jī)械、紡織、高分子、材料等專(zhuān)業(yè)融合，加強(qiáng)跨專(zhuān)業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)，在重點(diǎn)企業(yè)建立企業(yè)技術(shù)中心和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等高水平開(kāi)放研究平臺(tái)，建立有效的激勵(lì)機(jī)制與合理有序的人才流動(dòng)機(jī)制，促進(jìn)人才的快速成長(zhǎng)，滿足復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展對(duì)人才的需求。

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文章來(lái)源于《復(fù)合材料學(xué)報(bào)》 

作者：邢麗英、馮志海、包建文、禮嵩明

關(guān)鍵詞：碳纖維基復(fù)合材料 復(fù)合材料 碳纖維