碳纖維復材進入應用快速放量期

1、碳纖維復材是輕量化關鍵材料，設計及制造降本是推應用的核心碳纖維復材性能優(yōu)異，產業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)的加工具有高附加值碳纖維復合材料性能優(yōu)異，是輕量化的關鍵材料之一。復合材料是由兩兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能材料。復合材料中不同材料互為基體或增強體，在性能上互相取長補短，產生同效應，使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料。碳纖維復合材料（也稱纖增強復材料，rnr-rfrcedm，F(xiàn)）是由碳纖維作為增強材料的一種高性能復合材料，而在基體材料選擇上，以樹脂基、碳基使用最多據(jù)賽奧纖維計，1 年全球纖維復材中，樹基+基市額超過 %。碳纖維復合材料具有比強度高、比重小、比模量高

2、、抗疲勞性能及耐腐蝕性能優(yōu)異等特點，兼具紡織纖維的柔軟可加工性，是輕量化的關鍵材料，先用于航航天風電端裝備造等域。表：碳纖維復合材料性能優(yōu)異，是輕量化的關鍵材料之一材料類型密度/(g/m）拉伸強度/pa比強度/ (103mkg)拉伸模量/Gpa比模量/(103mkg)高強度鋼雙相鋼D40707.877008920726相變誘導塑料鋼TI40807.8780010220726馬氏體強化超高強鋼7.8781200153-鋁合金加工硬化58-242.7310157049時效硬化61-622.73601337049鎂合金AZ11.82401334525玻纖復材玻纖復材（單向）1.85960512392

3、1碳纖復材碳纖復材（單向）1.631240761215132姜業(yè)纖復材料輕化應和景，所預浸料鋪放是最成熟的碳纖維復合材料成型工藝，隨著應用下游拓寬，纏拉擠、預制體等工藝涌現(xiàn)。概括而言，復合材料成型即指將一維纖維固結成三形狀的過程，是復合材料工業(yè)的發(fā)展基礎和條件，由于碳纖維復合材料結構成與材料型同完成以碳纖復合料有直接指纖維合材件/制品從1年球樹基碳纖復合料需成型工來預浸料鋪放纏繞與拉擠、混配模成型、預制體是當前最主流的工藝，按以上成型工藝生產的脂基碳維復材料重量占比分別為 8、1、.、.，合計達 %，其中：預浸料鋪放是最成熟的成型工藝，是航空航天復合材料首選的成工藝；纏繞拉擠隨著碳纖維復材在風

4、電與氣瓶中應用的增長而躍升為占比第一工藝；制體著光場碳碳材的用而主流工之一。預浸料鋪放用性應經驗最熟的形態(tài)及型工以浸料為材料、以自動鋪放或手工鋪貼為層合工藝、以熱壓罐為固結工藝的航空天復材料是基礎其核心優(yōu)勢“高纖維含量“均浸潤“低孔隙率幾乎所應用會首用此工藝然后應過程中摸索點發(fā)更高效化工藝風梁帽的發(fā)歷史預浸料鋪過渡厚重成型，到拉板材。纏繞拉擠：復合材料的經典成型工藝，主要優(yōu)點是工藝簡潔，主要缺點是只能制作回轉體及型材，不能制造型面復雜的結構。隨著風電與氣應用的長纏繞拉工藝超了預料鋪藝比上至第。預制體幾年為主工藝之目在碳材中發(fā)迅速主要由光伏爐需的場碳材的快發(fā)展推動。圖概括而言復合材料成型即指將一

5、維纖維固結成三維形狀過程（圖為采用纏繞成型工藝制造碳纖維復材管）圖全球范圍內預浸鋪放纏繞與拉擠混配模成型預制等是制造樹脂基碳纖維復合材料的主流工藝68預浸鋪放纏繞拉擠混配模型預制體其他資料源明科官，所資料源賽碳維（注為便統(tǒng)，奧纖碳基復材到樹基別即脂纖維合料際括脂基基若無特別明本告引賽碳的數(shù)均此徑）預浸料是多種成型工藝使用的重要中間材料，碳纖維產業(yè)鏈每一級的加工術含量高、附加值高。碳纖維復合材料的制造流程來看，預浸料是熱壓罐、壓、卷制、纏繞等多種工藝中極其重要的中間材料，它的制造方法主要是將連整齊平行的碳纖維牽引，通過與樹脂基體充分浸潤收卷成卷材，相應的碳纖維整體產業(yè)鏈為“原絲-碳纖維-碳纖維織

6、物-預浸料-復合材料”。據(jù)江蘇恒神招股書， “同一種原的售約0 元k，纖維約0 元kg預浸約0 元kg，民用復材料約在0元以kg，車復料約0元k，航合材料約0 元k?！崩w維產鏈中不同產品價均有大幅值，各階段的工制技術鍵。圖：碳纖維復合材料生產流程圖：原絲、碳纖維、預浸料、碳纖維復合材料價格及增值幅度原絲0原絲碳纖維預浸料民用復合材料汽車復合材料航空復合材料價格（元公斤）較上一的增幅度右軸）碳纖維預浸料民用復合材料汽車復合材料航空復合材料資料源光復招書所理江恒股有公開轉說書所碳纖維復材的設計和制造降本空間大，是擴大應用的核心環(huán)節(jié)碳纖維復合材料結構件的設計和制造環(huán)節(jié)具有最大的降本空間，是擴大下游應

7、用的核心環(huán)節(jié)6年美國進民飛機料專業(yè)員會制一代民用運輸機用的新材料中提到“材料成本實際上僅占復合材料構件總成本的 10發(fā)下代用運輸工藝一個準則是成本造的性。江蘇恒神招股書中也指出，“通過對碳纖維復合材料的成本結果分析，最大的成本空間是在復合材料結構件的設計和制造工藝上”。復合材料制造工藝的低成本化，應用技術的低成本化，是碳纖維復合材料擴大應用不可或缺的重大環(huán)節(jié)。本節(jié)將重點介紹碳纖維復材設計及制造環(huán)節(jié)的關鍵技術及壁壘。圖據(jù)江蘇恒神招股書中分析碳纖維復材最大的成本空間是在復材結構件的設計和制造工藝上江恒股有公開轉說書所纖維合材計之初需要合結計工等多術碳纖維復合材料與常規(guī)金屬材料最顯著的不同在于它的力

8、學性能可以通過計進行控制改變，因此，它在力學性能方面給設計人員提供了自由度。金材結構設計人員可以直接使用材料部門提供的性能數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)的金屬結構成型工進行設計，設計、材料和工藝三方面的技術人員可以分別完成各自領域的開發(fā)而高性能碳纖維復合材料結構的研發(fā)必須由設計、材料、工藝三個領域的技術員組成密配的團相互協(xié)共同力才成。有元等算機值模擬術，設計造過程均有鍵作用有限元模擬是一種重要的數(shù)值模擬方法，能夠較好地模擬仿真材料在載荷載荷與環(huán)境聯(lián)合作用下的變形、損傷與斷裂過程，在碳纖維復合材料的設計及造過程中均有重要應用。在設計過程中，采用結有限元分析的方法，可以對合材料制品進行力學分析計算，獲得滿足設計要求的

9、結構。在加工制造過程中，以往的復合材料生產工藝參數(shù)依靠“試湊法”，要獲得有用數(shù)據(jù)，需要做大量試驗，從而導致大量的人力和物力浪費，增加了產品的成本。高效生產質量穩(wěn)定復合材料結構件的關鍵技術在于選擇合適的工藝參數(shù)，制定合理的工藝方案，數(shù)值模擬為優(yōu)化工藝參數(shù)，深刻理解各種參數(shù)對成品質量的影響，提供了有效技術手段?？偟膩碚f，計算機模擬分析在碳纖維復合材料的設計及制造中，起了降低藝成、優(yōu)計、縮設計期及產品質服務關鍵圖 ：采用有限元對復合材料車體在靜力載荷下的垂向變形進數(shù)值模擬圖采用有限元對鉆削碳纖維復合材料構件的過程進行模型到了鉆孔過程中溫度的仿真圖王雨碳維合料軌車結的計析所整理沐等有元術用于纖復材切加

10、研狀，低本制工藝開發(fā)和用低成本的制造成型技術在部件連接、整體成型、連續(xù)化成型、高效率成型方面具有很高的技術。主要包括樹脂傳遞成型（T）、樹脂膜融化（F空灌成（I等體成技共固液體（c-C）技術、以熱隔膜成型為代表的預成型技術等。舉例來看，業(yè)內正積極探索的液成型技術，其免除了將纖維制成預浸料，再切割成層片鋪疊成預型件的過程，脫了大資的壓罐藝易于現(xiàn)自化生產周短動力低環(huán)境污染、制尺寸、外形滑、制造產品等點。圖：M成型工藝示意圖張男等汽用纖復合料結設與工藝所產化、規(guī)模產技術碳纖維材生工藝單生產控制都在0個以類參間關聯(lián)度大生產啟往往需要0天以產質量才穩(wěn)定來工過程括溫濕濃黏流量力速電流幾千參數(shù)要高精度的自動

11、化監(jiān)控和調節(jié)，其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就會嚴重影響碳纖維復材產的性能和質量的穩(wěn)定。產業(yè)化生產工藝不成熟是目前導致碳纖維復材產品質量穩(wěn)定的要原。保纖維復長期續(xù)、工業(yè)生產技術高。碳纖維復材：01年全球規(guī)模約00億美元，我國約占其中五成碳纖維中間制品：221年全球規(guī)模34億美元，我國約占其中四成1年，全球碳纖維及中間制品市場規(guī)模約4億美元，航空航天、風電葉片體育休閑合計占下游的6據(jù)奧碳統(tǒng)計2-1年全球碳纖維及中間制品（預浸料織物）需求總重量 CGR 為 9.，1 年達 8 萬噸同比+.價值量方面1全碳維及中制品場規(guī)為億美元，分下游來看，航空航天、風電葉片、體育休閑占比分別為 %、%最主的三用領由上世紀

12、0年代出的石危機纖維從此前的軍用航空航天結構向民用飛機滲透，在工業(yè)領域也因輕量化需求得到了廣應用據(jù)市規(guī)模需求重折算球碳維及中制品均價為9美元kg分下來看空航天域均最高到0 美元k，體閑、壓力容器汽車領域相近在-0元kg之間電葉領域則相對較低，約8 元k在航空航天和工業(yè)領域兩種不同需求的推動下，碳纖維產生了兩個不同的類型和發(fā)展方向，即以滿足航空航天領域需求的高性能前提的低成本，和以滿足工業(yè)領域需求的低成本下的高性能，應用領域廣泛。圖：221年，全球碳纖維及中間制品需求為1.8萬噸，同比增長0.4%.8.8.6864208 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 資料源賽碳維所圖1航空航天

13、領域碳纖維及中間制品銷售均價最（021單位為美元/k）.0.0.6 .6 .6.6.0 .0 .0 .6 .6.60.80 圖全球碳纖維及中間制品規(guī)模下游中航空航天風電葉片體育休閑分別占5、16、15（201年，價值量）航空航天 風電葉片 體育休閑 壓力容器 混配模汽車碳碳復建筑電子電船舶電纜其他資料源賽碳維整理資料源賽碳維所1 年，我國碳纖維及中間制品市場規(guī)模約 7 億美元，約占全球市場四成-1國碳纖及中制品總重量GR為年達到.2 噸。量方面我們據(jù)不游所需量，及各銷售均價，計得到1年場規(guī)模為.7美元注：此與奧碳纖告中直接呈現(xiàn)的我國市場規(guī)模略有差異，為保持數(shù)據(jù)更好的一致性，我們使用了以上計算方

14、全球的%分下游來看體育休閑風電葉片碳碳復材、航空航天分別占合計約達八成中碳復特別受益于我國光伏產業(yè)的快速發(fā)展，在航空航天中的應用也有望隨我國大飛機戰(zhàn)略業(yè)的發(fā)而更提體來一面我國需市場業(yè)門眾另一方面，我國大飛機、新能源汽車等高端產業(yè)正蓬勃發(fā)展，我國碳纖維產業(yè)具有當?shù)慕禎摿V闊用前景。圖1221年我國碳纖維總需求為.2萬噸同比增長77%圖1我國碳纖維及中間制品規(guī)模下游中體育休閑風電葉片碳碳復材、航空航天分別占3、26、10、10（221年，價值量）體育休閑.2.26碳碳復材5航空航天4壓力容器3混配模型建筑2電子電氣1汽車0其他 電纜船舶資料源賽碳維整理資料源賽碳維測算碳纖維復材：221年全球規(guī)模約

15、00億美元，我國約占其中五成1 年，全球碳纖維復材市場規(guī)模約 0 億美元，不同下游復材均價梯較原材料均價梯度更大體現(xiàn)了不同領域復材設計制造附加值的差異賽奧纖維統(tǒng)1年碳纖維合材中基+碳市場額超過%且其在報告中簡化了表述，統(tǒng)一稱為樹脂基碳纖維復合材料，統(tǒng)計了全球、我相應需總重市規(guī)下游行業(yè)布等據(jù)在.2中我以賽的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為一來重理碳纖復材場空且若無殊說纖維復材以樹基及基作為體的纖維材料1年全球碳纖維復材需求總重為2萬噸市場規(guī)模約0億美元分下游來看航天體育休碳復風葉片價量占分別為%銷售均價分別為、21 美元k，三分別是電葉銷售的、 、0倍，見復結的設計制造加值。1年我國碳纖維復材市場規(guī)模約8億美元約占全

16、球五成據(jù)賽纖維1年我國纖復材需總重比+為.7噸場規(guī)為億元，們與球市計單位持統(tǒng)，則約8億美，約球市場五成游體休閑空航天碳碳（材料風電片價分別占 %從均價來看整體而言我國碳纖維復材與全球市場均相近，但航空航天領域產品均價約是全球該領域均價的3倍，體現(xiàn)國在高端領域對我國一定的價格策略和技術封鎖。我們認為，碳纖維在民用航空中的應用隨我國大飛機產業(yè)逐漸崛起有望更快發(fā)展，且相關產品技術含量與附加值高壁壘深厚；風電葉片受益于我國新能源產業(yè)蓬勃發(fā)展正快速獲得應用；而軌道通是我國優(yōu)勢產業(yè)之一，碳纖維復材有很好的輕量化作用，行業(yè)正積極探索相應用，未來有望起量。我們將在第三章重點分析碳纖維復材在以上行業(yè)的應用空間。

17、表 ： 201 年，全球碳纖維復材市場規(guī)模約 00 億美元，不同下游復材均價梯度較原材料均價梯度更大，體現(xiàn)了不同領域復材設計應用領域全球我國市場規(guī)模（億美元）市場規(guī)模占比需求重量（萬噸）應用領域全球我國市場規(guī)模（億美元）市場規(guī)模占比需求重量（萬噸）銷售均價（美元/k）市場規(guī)模（億美元）市場規(guī)模占比需求重量（萬噸）銷售均價（美元/k）航空航天9144562.53603313080.3107體育休閑3931962.91384003722.7149碳碳復材2821411.32151141061.1105風電葉片1075.35.1218.98.33.526汽車1552157226240215壓力容器8

18、140174832300570混配模型4422162718170540建筑3115074827250470電子電氣1708035517160281船舶1306025704030081電纜芯0703024104030158其他1206034813120270合計2011001811010.610010112資料來：賽碳纖，所整理注：、人民幣美元匯按.5人民幣美計算；、碳復材對我國熱場料，同）8 5 圖1：全球碳纖維復材市場規(guī)模下游中，航空航天、體育休閑碳碳復材、風電葉片分別占 4、28 5 圖1全球不同行業(yè)碳纖維復材均價間的梯度較原材料均價的梯度更大（01年，單位為美元k）航空航體育休碳碳復風電

19、葉汽車壓力容器 混配模建筑電子電船舶其他 電纜0資料源賽碳維所資料源賽碳維整理9 1 圖1我國碳纖維復材市場下游中體育休閑航空航天碳復材、風電葉片分別占 7、39 1 圖1我國航空航天領域碳纖維復合材料的價格明顯更（021年，單位為美元/）航空航體育休碳碳復風電葉汽車壓力容器 混配模建筑電子電船舶電纜其他0資料源賽碳維所資料源賽碳維整理碳纖維預浸料：碳纖維復材產業(yè)鏈中的核心環(huán)節(jié)碳纖維預浸料作為一種最常使用的中間體材料，其性能穩(wěn)定優(yōu)異，已逐漸成為碳纖維復材的主要工藝之一。隨著上游碳纖維和樹脂生產工藝和性能的優(yōu)化以及下游碳纖維復材的蓬勃發(fā)展，碳纖維預浸料行業(yè)的市場規(guī)模也在不斷擴大由7年的.4增長至

20、1年的4億元GR為.保持了較高市場速。雖然碳纖維復合材料在整體性能和應用上顯示出很大優(yōu)勢，但高性能預浸缺乏對基礎材料的研發(fā)，目前國內普遍使用的航空級預浸料仍主要依賴進口，少有自主知識產權的高性能預浸料系統(tǒng)，而對基礎材料的研究是預浸料系統(tǒng)研的奠基石，其決定了對碳纖維復材制品的最終性能。如何保證碳纖維的品質和脂基體高性與功是預浸基礎料研聚焦點。而預浸料行業(yè)的另一關注點則是其性能驗證，考察預浸料產品在工藝和制上的應用往往從指標驗證開始，當預浸料產品性能達到使用要求后，再深層次對其可靠性進行驗證。高端體育器材作為碳纖維預浸料驗證的先鋒，在指標驗上發(fā)揮重要用。目前，國內的多家企業(yè)立足于預浸料系統(tǒng)研發(fā)和產

21、品驗證。其中，晉飛科的產品主要涉及高端體育領域，中航復材主要集中供應給航空航天領域，光威材的預浸料業(yè)務主供風電領域，恒神股份的預浸料業(yè)務應用于航空航天、民用機以及能源車領。中航復材：國內航空預浸料和航空部件制造的領頭羊，碳纖維復材賽道上核心卡位企業(yè)。主從復合材原材（高樹脂及浸料蜂窩芯材）、合材構件制、生、銷和服是我國空復材料工化的核力量其預種類繁，主涉及、雙馬聚酰胺等高能樹脂廣泛用于主、次力結部件用于機和尾制造的Y 1 / QY1/9馬預浸、用航空機冷端構的6聚酰亞胺預料等截至1年底，包括纖維浸料在的航工業(yè)預浸料產品收規(guī)達到3億元。光威復材：風電用預浸料的龍頭供應商。專業(yè)從碳纖維、碳纖維織物、

22、碳纖維預浸料、碳纖維復合材料制品及碳纖維核心生產設備的研發(fā)、生產與銷售高新技術企業(yè)，擁有碳纖維行業(yè)全產業(yè)鏈布局。光威復材的碳纖維預浸料產品要是提給風行業(yè)電用碳維預料，在1 年的業(yè)收入碳維預浸料業(yè)收入.9億相對威復材碳纖及碳纖織物品碳維預浸料業(yè)務光威經營比較少。晉飛科技：高端體育用預浸料供應商。晉飛科技務涉及軌道交通、醫(yī)療械業(yè)裝育休等高壁粘高加值領自主發(fā)水平的預浸料產技可寬面密范（gmgm預浸加晉飛科技生產的預浸料用途廣泛，主要用于高端體育器材和軌道交通領域，其開發(fā) T2系列纖維料主要用于魚竿爾夫球等高體育領域，主要面全球級體材制造日本IO、IZO 等。而主開發(fā)的 T7 阻燃系列預浸料主要應用于

23、軌道交通領域，其規(guī)格符合軌道交通 5阻燃標準。江蘇恒神多系統(tǒng)多域預浸料供應商預浸產品主應用航空、交通新能筑補工等領空航領域方開發(fā)的8高溫中模浸料經完動化鋪工藝證并成后壓框復材料交付。針對風電、光伏、新能源汽車領域，江蘇恒神提高了在新能源汽車復合材料領域 FJ-K 碳纖維和1 系列預浸材料應能力持續(xù)持該內材料供應領先勢開發(fā)的F-T0級碳維在1迅速實現(xiàn)對國外同等產品的替代工作，在風電碳板、光伏坩堝材料、氫能材料等領域實現(xiàn)應用。體育休閑市場方面，江蘇恒神積極支持高端體育自行車制造商，開發(fā)的 E3系列預浸為戶提供質穩(wěn)的產量保證供截至1年底，恒神股的碳維預營收規(guī)為0億元。碳纖維復材重要細分應用領域分析及

24、空間測算民用航空：預計未來0年間，平均每年我國碳纖維復材市場規(guī)模約130億元碳纖維復合材料是大型整體化結構的理想材料，在飛機結構材料中的用量斷提升于具輕質高度疲耐蝕型工性良本低等特點纖維合材航空裝上的量應有效提性能減輕重量、降低運成本強市競爭力此在機結中的應越來多從0世紀0年代開始碳纖維復合材料開始應用在客機上的非承力構件在早的、7 和7 上，維復合料的僅為%-；隨技術不進步，碳纖維復合材料逐漸作為次承力構件和主承力構件應用在客機上，其質量比也開始逐提到0時合材占比到%而7和0復合材料的量達了以上有多部使用纖維例機頭尾翼機翼蒙皮等使量大提升在我國國產客機中據(jù)國商飛載人日報9使用的復合材料占到飛

25、機結構重量的與中俄合作研制的0座遠程寬體客機 9 復合材料使用比例有望超過 ，中復合料主就是維復合材料，下測我國飛機使的碳維復場規(guī)模。A0B7 3 B7A0755B7A0B7 3 B7A0755B711501 5 2 4 8 6 1 單架飛碳纖用量噸）資料源纖復材產發(fā)展應所資料源微信航知識所據(jù)波音公司指出，在過去十年間，全球航空業(yè)的增長中大約 %來自中國這一趨將在來0內持續(xù)去波音司測未來0中國公司將購買0單通飛和0架體機我測算相的碳維復量合計.6萬平均年8噸若按.2統(tǒng)計我國航航天域碳復材單價7 元kg 算年市場模約.3 元，對約0 億人幣市場規(guī)模。1 此類占比應指碳纖維材料重量占飛機中結構重量

26、的比例，而非指碳纖維材料重量占整架飛機自重的比例表：預計未來0年間，平均每年我國民航飛機中碳纖維復材市場規(guī)模為93億美元客機類型未來20年預計交付數(shù)量（架）空重（噸）結構重量占比碳纖維復材占結構量的比例未來20年碳纖維復材總用量（噸）平均每年用量（噸）平均每年市場規(guī)模（億美元）單通道客機645041（參考了波音737-800）301295204765.1寬體客機1590110（參考了波音787-8）305026235131214.1合計35755178819.3資料源波官，國飛所算注結重占碳纖復占構量比為的估值）業(yè)內公司介紹光威復材：主要從事高性能碳纖維及復合材料研發(fā)和生產，現(xiàn)已發(fā)展成為國民用

27、軍用纖維的龍頭業(yè)1公司碳維及物預浸料分別現(xiàn)收入.、6元，總營的比例別為.%、%、.%回顧其航空天領域發(fā)展程光復材自2年開研碳纖維；5年成為內第實現(xiàn)碳維工化企并開始碳纖的航用驗證；經過三數(shù)萬樣次試驗驗，至8 初步實航空碳纖產化目標2年司開始制T0級纖維5年進一開發(fā)航空梯向高端碳維復材料展據(jù)公招股其G（T0級品在空、航天等高端領域已應用十余年，為型號用國產碳纖維的主要供應商。目前，光復材正力推動T0 級系列纖維業(yè)化其儲備驗證年、正式批產的下代航裝備力材料。風電：025年全球風電領域碳纖維復材市場空間約10億元規(guī)模由于輕質和高強度的特點，碳纖維復合材料是目前滿足風電葉片性能要求最佳選擇之一。傳統(tǒng)風電

28、葉片廣泛采用的玻璃纖維復合材料，其抗拉強度為 0密度在m3左右性已經趨極限相對碳纖維復合材抗拉度高達,密度僅有m除了和高強度外，碳纖維復材還具有高彈性模量、耐高低溫、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異特性。外，通過采用氣動效率更高的薄翼型和增加葉片長度，能提高風能利用率和年電量，從而降低綜合使用成本。尤其是近年來碳纖維行業(yè)采用大絲束碳纖維拉梁片工藝以降低成本，大絲束碳纖維及其復合材料價格下降，使得碳纖維在風葉片領用量劇增。軟化溫度（）熱膨脹系（）密度（軟化溫度（）熱膨脹系（）密度（/m）彈性模量（p）抗拉強度（Mp）玻璃纖維00約.5*-6約碳纖維碳纖維00約.6.*-6約資料源玻產網(wǎng)維百汽車料，碳纖維復合

29、材料較多應用在風電葉片的關鍵部位，如主梁帽、蒙皮表面、片根部等。由于碳纖維價格比較高，考慮到葉片的制造成本，碳纖維只應用到片的一些關鍵部位。其中，主梁帽是風電葉片主承力結構的重要組成，將碳纖應用于此可以最大限度的發(fā)揮其高剛性的特點，最大限度地減重而不過多地增加成本；蒙皮表面整體使用碳纖維，可以降低作用在內支撐梁上的受力和扭矩；纖維應用于葉片根部時，不僅可以提高根部材料的斷裂強度和承載強度，使施在螺栓上的動態(tài)載荷減少，還可以增加根部法蘭處的螺栓數(shù)量，從而增加葉片輪轂連處的態(tài)強疲勞強目前K以上的纖維經部用于葉片梁帽、葉根、蒙皮全表面，未來碳纖維及其復合材料在風電葉片領域必將廣使用。材料應用部位葉片

30、長度及組功率企業(yè)應用部位應用效果表：全球風電企業(yè)碳纖維復合材料葉片的應用表：碳纖維復材料應用部位葉片長度及組功率企業(yè)應用部位應用效果Gmsa42./W44/WGmsa42./W44/W、梁帽預浸纖浸璃維交替61./W梁帽后緣碳纖?；旌?8.m梁帽全碳維主梁帽使葉的量顯低并提片的度提高提高片壓抗的力緩境對葉片的蝕蒙皮表面ordex44/.W 56/W梁帽全碳維提根材的裂度承度，降EG40/.W梁帽木質料碳維eind40/W梁帽全碳維葉根部低根螺的力使栓量多鞏葉與鏈接的性，升態(tài)度疲強度epoepoer40/W梁帽碳纖和璃維合葉片后經特設，葉效避免雷擊保葉相性能防雷系統(tǒng)GbHMores56./W梁帽

31、梁帽全碳維全碳維浸美國源部mGbHMores56./W梁帽梁帽全碳維全碳維浸中復眾39./W梁帽全碳資料源賽研，所靠近葉部降重，低轂的載通相方和施可使振動向和度到證賈博碳維合在風葉中應研德邦研所風電葉片呈型化和化趨勢，加體現(xiàn)了維復合材料大的替勢。葉片的風面和葉度的平成正發(fā)率隨著片大化會迅速加強。同時，隨著葉片捕力的增強，以減少規(guī)模下所需機組數(shù)降低風電項目的成本目前玻維復合材料能已經極限，難以決尺寸帶來的剛性不足的問，而碳可實現(xiàn)輕量效果，保持了更加益的剛強度。荷蘭戴爾理工學研明個旋直徑為0米的風的葉于的質量超過葉片質量一半結構采碳纖和全玻纖相比重量輕左右剛則是璃纖合材料片的2展更大率風機組賈博碳

32、維合在風葉中應研德邦研所圖2風電葉片呈現(xiàn)大型化輕量化的趨勢加速了碳纖維的應用圖2：風電葉片結構分析周宏纖維十六主要應領域近期術進展二所理許瑤立等風發(fā)電狀葉組與收用所5年全球風電行業(yè)碳纖維復材市場空間預計約0億元規(guī)模全切降低碳放量提下能將成全球大清源之一疊加機葉型化、輕量化的趨勢，全球風電行業(yè)碳纖維市場空間仍將保持較快增長。目前碳纖維材在風行業(yè)用滲約在%隨著透的逐步升疊全球電裝機量高速長。到5 ，預計球風行業(yè)維復材場空預計達.7億美元對應約0人民幣場規(guī)。表：225年，全球風電行業(yè)用碳纖維復材市場空間預計將超0億美元全球風新增機量（W）.5.6.4.7.4風電相碳纖復材量（）.8.8.3.1滲透率

33、（）碳纖維材單價格美元千克）.1.5全球風用碳維復市場間億美元）.7.4.7.1.7221年球纖合材市報，A，W，國新料試價臺合料行中，奧光威復材：國內軍民融合碳纖維龍頭企業(yè)發(fā)力風電碳梁領域。威復材是內最早實施碳纖維國產化事業(yè)的民營企業(yè)，打破西方國家壟斷及封鎖，是我國空航天領域碳纖維主力供應商。目前，風電領域成為我國碳纖維領域需求的關力量，以碳梁為代表的新能源風電葉片應用場景成為公司深入民用領域的主要手繼續(xù)展碳業(yè)9年7月威材與內古包相關丹麥維斯塔公司簽署在包建萬噸纖維產化項一期產線0噸預計2年建成產品為本民用纖維主要碳梁等領域。澳盛科技：成于2 年，是家專碳纖及其復材料品設研發(fā)生銷于一高新技企

34、業(yè)致力纖維的廣和用纖維行業(yè)的十知名業(yè)科技成之初從事化纖生和銷6年進行產品轉型升級，轉向碳纖維復合材料行業(yè)。當前，澳盛科技的碳纖維復合材料運動休建和橋固療器C電風葉片等業(yè)具身獨特優(yōu)勢并在車軌道通業(yè)裝能源領域進前瞻研務涵蓋碳纖維織預拉纏模壓其他異件加工領公共有6個技術平并中科波所州大進行研合作0年科技成為國內個碳維用萬噸的業(yè)，國際名前列。軌交：預計025年中國軌交用碳纖維復材市場空間將超7億元鐵路車輛近0年發(fā)展歷史中車體結構隨材料發(fā)展不斷迭代路車發(fā)展的近0中，結構隨料的展經木制車結構碳鋼結構、不銹鋼車體結構、鋁合金車體結構和新型輕量化復合材料車體結構等幾個階段1：早的路車用木制體底架車均由木制木車

35、結構安全和穩(wěn)性都得到保，但軌道領域卻續(xù)了乎0年。材質段經碳素耐鋼到銹的材料展過要其耐候性能的提高及工藝技術的不斷成熟，能夠實現(xiàn)車體質量更輕、可靠性更高壽命更。隨著合金型空擠壓材的發(fā)及技術的進組和焊件的數(shù)量少，工量少%車體重較制車體低。碳纖復合料有比鋁金更的比更優(yōu)異耐腐性和疲勞性能過合優(yōu)化構設計重效可達%以上可實增速能通過一體化成型工藝設計，可以減少零件連接，降低用工量，提高制造效率和工1 康興東-鐵路客車車體結構材料的演變與展望穩(wěn)定性提升全可。不銹鋼鋁合金 碳纖維復合材料耐候鋼碳素鋼表：軌道交通車輛結構材料對比分析圖：軌道交不銹鋼鋁合金 碳纖維復合材料耐候鋼碳素鋼密度（km)抗拉（p）7.80

36、2.71.80077 制造本1112.4車體量1.90.0制造本1112.4車體量1.90.070.5 0.35牽引耗10.90.560.46 0.34生產牽引耗10.90.560.46 0.34抗疲性能105 李高張嬌道通裝復材應現(xiàn)及展展望，：體量制本、引耗抗勞能以鋼為準李高張嬌道通裝復材應現(xiàn)及展展望所碳纖維復合材料使用滲透率逐步提升，從非承載件向主承載件滲透。目前纖維復合材料在軌道交通車輛應用的技術路徑主要從非承載件如頂板、側墻、椅內燈到承載設備艙前端罩室外殼到主載件向架、車體、鉤緩等。車頭與司機室南省復材料程術研發(fā)與造的合材頭端蓋已經成應用藍箭”車組“中星”高列車1中間車車體中青島四機車

37、輛股限公司8年9月了TOO 新代碳維地鐵輛,車體機室均用碳維復料制成。2轉向架英國G公司研生產種FP轉向架架性能比FP（玻璃維更優(yōu)越中車南浦鎮(zhèn)輛有司6年制了P轉向,用FP實現(xiàn)了量車運行核,前已運營超過0萬公。3其他零部件德福伊特司研制FP過渡車,結極其湊總質量僅為鐵過車鉤的中車春軌客股份有公司用碳復合材料做成車頂性能可以傳統(tǒng)車頂基本持一致質量僅為傳統(tǒng)頂?shù)?左右除此之,碳維復料在車內飾應用常廣泛主要部位門車窗椅集便臥行架空調道等在地鐵輛的線設電纜支架散平臺IV供電軌支座防構件合軌枕部位有碳纖維復合料的與。414引自肖守訥、江蘭馨等復合材料在軌道交通車輛中的應用與展望車型機構應用部位應用說明中車青

38、四方車頭罩FP材質，抗擊性車型機構應用部位應用說明中車青四方車頭罩FP材質，抗擊性和力優(yōu)良，燃能S4級中車株所智能軌快運統(tǒng)司機室罩為維構件中車青四恒神設備艙板相比鋁金減，抗沖能優(yōu)異陽燃能達到S，S，ST2級（I-），車油漆格到1級水平中車青四方設備艙FP材質，使備艙重可承受動、面效應及風沙擊和溫，濕、雪上海晉飛座椅外圍GFP材質，部碳維補，量泧經座椅部件FP材質，模成型增加減重%設備艙FP材質，較合金重%裙板、板碳纖維芳綸維復，采蜂芯，增強度過渡板輪架、渡支撐體FP材質。較合金重司機室作臺FP材質。較合金重熱壓縮型工制作梯子FP材質，空結構減重約威盛高鐵輪體FP材質，強高，量僅，比鋼材重英特力

39、高鐵車殼FP材質，強高，為傳重量的深圳地北延線導流罩FP材質新材在線，碳纖維復合材料可以滿足軌道交通車輛的多重設計指標，具有高強度、高量、耐疲勞等特點。碳維復合材料具有高強度、高模量、耐疲勞性能好、低度蠕量小耐腐多種綜性能可以軌道交車輛對高強度、減振降、碰吸能疲勞、環(huán)境蝕等求。比強度好，比模量高。纖維合材的強度約鋁合的.3 比模量為鋁金的.2倍用碳維復材料作軌道輛部可在強度、剛性的時有減輕重量，低能。耐疲勞性能好一般鋁合或鋼的疲度約為態(tài)強的%碳纖維合材則高達%因其可應用常受交載荷用的車輛，從而大提高件的性和穩(wěn)性。耐腐蝕性能好纖維復材料有良耐腐蝕性能很地解外濕熱鹽霧惡劣對金屬材料生的問題而延車輛

40、壽命，降低維成本。尺寸穩(wěn)定性好碳維復合料的膨脹幾乎為常下是，所以在正常的使用溫度范圍內尺寸相對比較穩(wěn)定，不會因溫度的急劇變化而產明顯形。軌道車輛車體結構材料正在更迭，碳纖維復材有望成為下一代主導材料。統(tǒng)列車身最廣泛普通碳鋼耐候銹鋼到現(xiàn)“興廣泛應用鋁合身質重能源消大不利列的運轉提此屬易受腐蝕需要期維加了運成據(jù)材報道與采鋼鋁合等傳金屬材相比新一纖維地車輛車體機室備艙別減重%以上，轉架構減重%，整重%且強度、剛大、成本低；車頭罩加工時可以大面積成型為流線型外形，大大降低風阻。列車采用碳纖維復1 資料來源于李明高、張麗嬌軌道交通裝備復合材料應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢展望合材料體能效地車體質的同提了車體行的穩(wěn)性

41、全性，減少運過程產生聲，從強化乘客驗感和適感。表1：碳纖維復合材料與常用金屬材料的力學性能對比材料拉伸強度（Mp）拉伸模量（p）密度（/m）比強度（Nmg-）比模量（Nmg -）鋁合金.8.0.7不銹鋼.3.4.6碳鋼.5.4.2FP.6.0.3李高張道通裝復材應現(xiàn)及展展望，：P“碳維強合料的文寫預計5年中國軌交用碳纖維復合材料市場空間將超7億元較于行業(yè)龐大的市場空間，碳纖維復材在車體結構的應用仍處在產業(yè)發(fā)展早期階段龐大的存量市場疊加仍在持續(xù)成長的中國軌交行業(yè)，碳纖維復材在軌交行業(yè)的拓展空廣闊。首先，我們根據(jù)國內城軌與動車數(shù)量，對應預測每年新增軌交數(shù)量，若碳維復材使用率逐年提高，到 5 年，以碳纖維材使率計每列動車組