碳纤维及复合材料应用（下）
4.体育休闲用品领域
碳纤维轻量化、耐疲劳、耐磨、耐腐蚀，使其很适合应用于体育用品。碳纤维在体育领域的应用主要是高尔夫球棒、钓鱼杆和网球拍框架。目前，全每年高尔夫球棒的产量为3400万副。这些高尔夫球棒的产地主要是美国、、日本和台湾省，其中美国和日本是高尔夫球棒的主要消费国，占80%以上。40%的碳纤维高尔夫球棒是用日本东丽公司的碳纤维制成的。碳纤维在高尔夫球棒的用量已占碳纤维体育用品的50 %。全碳纤维钓鱼杆的产量约2000万副/年。山东威海光威集团有限责任公司是国内好的碳纤维和玻璃纤维制品生产商，也是上大的碳素钓鱼杆厂，该公司每年耗用碳纤维就达500t以上。除此以外，碳纤维在冰球棍、滑雪杖、射箭、自行车、划船、赛艇、冲浪等体育用品的应用，意味着对碳纤维有着稳定的需求。
碳纤维在体育和民用工业中的应用主要有：高尔夫球杆、棒球棒、赛艇、弓、高尔夫球头、垒球棒、桨叶、箭杆、网球拍、冰球棒、舵、拳击手套、羽毛球拍、滑雪板、冲浪板、钓渔竿、滑雪杖、滑雪护腿、自行车、滑水杖、球鞋底、风筝、登山杖、旱冰鞋等。
5.土木建筑领域
随着碳纤维成本的降低与复合材料制造技术的发展，土木建筑领域成为碳纤维复合材料应用的新市场。利用碳纤维复合材料棒材替代圆钢，利用碳纤维片材加固或修复桥梁及建筑物，及利用碳纤维增强混凝土等将会有很大的发展。目前在土木建筑领域的应用主要是：复合材料棒材、纤维增强胶接层板、碳纤维增强混凝土、碳纤维复合材料板、碳纤维单向布等。
6.工业领域
近几年来碳纤维在宇航领域中应用有萎缩的趋势，在工业应用的市场不断看好。与宇航和体育休闲用品相比，工业应用对于碳纤维的需求在不断增长。基础设施、油气开采、压力容器、复合材料辊子、航海构件等应用不断开发，使碳纤维在这个领域的应用持续增长。欧洲和日本在这方面的开发处于地位，用于工业应用碳纤维的需求量在欧洲大，亚洲其次。据报道，制备注射和模压用的粒料消耗的碳纤维高达2700t，主要用于生产手机、计算机、办公设施等，在电磁屏蔽和静电消散方面的应用也在不断增长。
7.交通运输领域
在交通领域，碳纤维扩大应用的大希望在于汽车业。国外的各大主要汽车厂家，均竞相开发碳纤维复合材料（CFRP）化的节能、环保和安全性汽车。新一代的汽车要求大大降低能耗，重要的措施之一就是减轻汽车质量，用一般钢材是不可能实现的，有效的办法就是应用复合材料。设计表明，一辆典型小车的碳纤维用量可超过113kg，以此推算，仅满足北美需求，碳纤维复合材料的需求量就达碳纤维总生产能力的100倍。因此碳纤维复合材料用作汽车材料，将具有广阔的发展前景。目前碳纤维复合材料已获得应用或正在研究开发应用的领域主要包括：飞轮、压缩天然气贮罐、燃气透平部件、刹车装置，其它部件如蓄电池、活塞、传动轴、弹翼、大梁、汽车骨架、螺旋桨芯轴、轮毂、缓冲器、弹簧片、引擎零件、船舶的增强材料等。
8.在能源领域的应用
目前，电阻率在10～10Ω?cm的碳纤维纸属高性能碳纤维纸，通常称之高电导率碳纤维纸，在新能源和电化学领域正在广泛推广应用。科学家经过多种探索，确认高性能碳纤维纸能满足绿色能源—燃料电池的要求，而且和原炭材料电极相比，还有体积小、质量轻、效率高等优点。现在，用高性能碳纤维纸制作质子交换膜--燃料电池（PEMFC）的气体扩散层电极材料，已经得到各燃料电池制造商的认同，将很快得到发展。能源方面和贮能方面，像风力发电用叶片、飞轮、电池等应用也不断扩大。
9.在电子工业的应用
碳纤维除因其优良的力学性能而用于结构材料的增强外，还因其导电性极好且呈非磁性而用作功能材料。在电子工业中也有重要的应用。用碳纤维制作的电子屏蔽装置具有很好的电磁波吸收能力，碳纤维与聚合物复合成为填充型复合材料，不仅具有良好的屏蔽作用，同时使壳体材料的力学性能大大提高。碳纤维热塑性复合材料（CFRTP）具有优良的抗拉、抗弯性能，其比强度大于铝镁合金；质量轻于铝镁合金，且不怕生锈，无需与特殊的热环境隔离，具有很好的耐震动衰减性和耐疲劳性能，特别适用于制造在交变载荷下工作的电子零部件；其永久抗静电性、电磁波屏蔽性和耐候性均优于热塑性塑料（ABS）。所以CFRTP材料已被广泛地应用于电子电气领域。如用于制备风力发电机叶片、防爆开关、电磁屏蔽材料、仪表罩壳、精密电子仪器部件、电缆管道等。
随着碳纤维成本的降低以及复合材料制造技术的发展, 土木建筑和海底油田将是碳纤维复合材料应用领域的新增长点. 以碳纤维复合材料代替传统金属材料制作建筑物的横梁、抗震结构, 补强、修补或加固桥梁, 制造油田勘探和开采器材以及平台、油、气储罐等将会有很大的发展。
碳纤维复合材料自1960年代兴起以来，经过40多年的发展，在技术、工艺等各方面都取得了长足的进展，应用领域也在不断扩展，从以前主要集中在航空航天及代表科技前沿的军事领域，逐步拓展到工业应用领域，特别是近几年以来，碳纤维复合材料在土木工程、交通运输、压力容器、石油开采、纺织机械方面的应用大幅增长，更有新开发的应用领域不断见诸报道。如利用碳纤维复合材料制造人工韧带、人造假肢和人造骨骼，作为航天光学遥感器结构件等。与国外的发展相比，国内的碳纤维工业化生产还处于相对较低的水平，没有形成规模，碳纤维的需求与生产供应之间脱节。而从国外的发展经验来看，碳纤维是一种可以形成庞大产业带的基础产品，并随其成本的降低而在金属、陶瓷、玻纤等材料的传统应用领域得到广泛应用。同时因其高科技含量，又可在一定时期形成相对垄断产品。因此，碳纤维及其复合材料的开发，可带来长期、稳定的投资收益。
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更多信息请关注复合材料信息网http://cnfrp.net
碳纤维轻量化、耐疲劳、耐磨、耐腐蚀，使其很适合应用于体育用品。碳纤维在体育领域的应用主要是高尔夫球棒、钓鱼杆和网球拍框架。目前，全每年高尔夫球棒的产量为3400万副。这些高尔夫球棒的产地主要是美国、、日本和台湾省，其中美国和日本是高尔夫球棒的主要消费国，占80%以上。40%的碳纤维高尔夫球棒是用日本东丽公司的碳纤维制成的。碳纤维在高尔夫球棒的用量已占碳纤维体育用品的50 %。全碳纤维钓鱼杆的产量约2000万副/年。山东威海光威集团有限责任公司是国内好的碳纤维和玻璃纤维制品生产商，也是上大的碳素钓鱼杆厂，该公司每年耗用碳纤维就达500t以上。除此以外，碳纤维在冰球棍、滑雪杖、射箭、自行车、划船、赛艇、冲浪等体育用品的应用，意味着对碳纤维有着稳定的需求。
碳纤维在体育和民用工业中的应用主要有：高尔夫球杆、棒球棒、赛艇、弓、高尔夫球头、垒球棒、桨叶、箭杆、网球拍、冰球棒、舵、拳击手套、羽毛球拍、滑雪板、冲浪板、钓渔竿、滑雪杖、滑雪护腿、自行车、滑水杖、球鞋底、风筝、登山杖、旱冰鞋等。
5.土木建筑领域
随着碳纤维成本的降低与复合材料制造技术的发展，土木建筑领域成为碳纤维复合材料应用的新市场。利用碳纤维复合材料棒材替代圆钢，利用碳纤维片材加固或修复桥梁及建筑物，及利用碳纤维增强混凝土等将会有很大的发展。目前在土木建筑领域的应用主要是：复合材料棒材、纤维增强胶接层板、碳纤维增强混凝土、碳纤维复合材料板、碳纤维单向布等。
6.工业领域
近几年来碳纤维在宇航领域中应用有萎缩的趋势，在工业应用的市场不断看好。与宇航和体育休闲用品相比，工业应用对于碳纤维的需求在不断增长。基础设施、油气开采、压力容器、复合材料辊子、航海构件等应用不断开发，使碳纤维在这个领域的应用持续增长。欧洲和日本在这方面的开发处于地位，用于工业应用碳纤维的需求量在欧洲大，亚洲其次。据报道，制备注射和模压用的粒料消耗的碳纤维高达2700t，主要用于生产手机、计算机、办公设施等，在电磁屏蔽和静电消散方面的应用也在不断增长。
7.交通运输领域
在交通领域，碳纤维扩大应用的大希望在于汽车业。国外的各大主要汽车厂家，均竞相开发碳纤维复合材料（CFRP）化的节能、环保和安全性汽车。新一代的汽车要求大大降低能耗，重要的措施之一就是减轻汽车质量，用一般钢材是不可能实现的，有效的办法就是应用复合材料。设计表明，一辆典型小车的碳纤维用量可超过113kg，以此推算，仅满足北美需求，碳纤维复合材料的需求量就达碳纤维总生产能力的100倍。因此碳纤维复合材料用作汽车材料，将具有广阔的发展前景。目前碳纤维复合材料已获得应用或正在研究开发应用的领域主要包括：飞轮、压缩天然气贮罐、燃气透平部件、刹车装置，其它部件如蓄电池、活塞、传动轴、弹翼、大梁、汽车骨架、螺旋桨芯轴、轮毂、缓冲器、弹簧片、引擎零件、船舶的增强材料等。
8.在能源领域的应用
目前，电阻率在10～10Ω?cm的碳纤维纸属高性能碳纤维纸，通常称之高电导率碳纤维纸，在新能源和电化学领域正在广泛推广应用。科学家经过多种探索，确认高性能碳纤维纸能满足绿色能源—燃料电池的要求，而且和原炭材料电极相比，还有体积小、质量轻、效率高等优点。现在，用高性能碳纤维纸制作质子交换膜--燃料电池（PEMFC）的气体扩散层电极材料，已经得到各燃料电池制造商的认同，将很快得到发展。能源方面和贮能方面，像风力发电用叶片、飞轮、电池等应用也不断扩大。
9.在电子工业的应用
碳纤维除因其优良的力学性能而用于结构材料的增强外，还因其导电性极好且呈非磁性而用作功能材料。在电子工业中也有重要的应用。用碳纤维制作的电子屏蔽装置具有很好的电磁波吸收能力，碳纤维与聚合物复合成为填充型复合材料，不仅具有良好的屏蔽作用，同时使壳体材料的力学性能大大提高。碳纤维热塑性复合材料（CFRTP）具有优良的抗拉、抗弯性能，其比强度大于铝镁合金；质量轻于铝镁合金，且不怕生锈，无需与特殊的热环境隔离，具有很好的耐震动衰减性和耐疲劳性能，特别适用于制造在交变载荷下工作的电子零部件；其永久抗静电性、电磁波屏蔽性和耐候性均优于热塑性塑料（ABS）。所以CFRTP材料已被广泛地应用于电子电气领域。如用于制备风力发电机叶片、防爆开关、电磁屏蔽材料、仪表罩壳、精密电子仪器部件、电缆管道等。
随着碳纤维成本的降低以及复合材料制造技术的发展, 土木建筑和海底油田将是碳纤维复合材料应用领域的新增长点. 以碳纤维复合材料代替传统金属材料制作建筑物的横梁、抗震结构, 补强、修补或加固桥梁, 制造油田勘探和开采器材以及平台、油、气储罐等将会有很大的发展。
碳纤维复合材料自1960年代兴起以来，经过40多年的发展，在技术、工艺等各方面都取得了长足的进展，应用领域也在不断扩展，从以前主要集中在航空航天及代表科技前沿的军事领域，逐步拓展到工业应用领域，特别是近几年以来，碳纤维复合材料在土木工程、交通运输、压力容器、石油开采、纺织机械方面的应用大幅增长，更有新开发的应用领域不断见诸报道。如利用碳纤维复合材料制造人工韧带、人造假肢和人造骨骼，作为航天光学遥感器结构件等。与国外的发展相比，国内的碳纤维工业化生产还处于相对较低的水平，没有形成规模，碳纤维的需求与生产供应之间脱节。而从国外的发展经验来看，碳纤维是一种可以形成庞大产业带的基础产品，并随其成本的降低而在金属、陶瓷、玻纤等材料的传统应用领域得到广泛应用。同时因其高科技含量，又可在一定时期形成相对垄断产品。因此，碳纤维及其复合材料的开发，可带来长期、稳定的投资收益。
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