什么是碳纖維？主要應用領域有哪些？上市公司介紹

碳纖維定義

所謂的碳纖維也就是有機纖維(如PAN聚丙烯腈/瀝青/粘膠等)在高溫的環境之下，通過裂解碳化之后所形成的碳主鏈結構無機纖維(含碳量>90%)。

就國內2020年碳纖維需求來看，國內進口碳纖維、國產碳纖維的供應量分別為3.04萬噸、1.84萬噸，分別占總需求量的62%、38%。近幾年來，國產碳纖維占比一直在不斷提升，國產替代化趨勢明顯。

中國碳纖維需求情況

2020年，全球碳纖維需求量快速增長，達到了10.69萬噸。預計到2025年，全球碳纖維市場需求量將繼續增加，以年復合增速超10%的增速達20萬噸。

碳纖維應用領域

就目前來說，碳纖維主要可以應用在風電葉片、壓力容器、電子電氣、體育休閑、航空航天、碳碳復材、混配模成型、電纜心、建筑補強、汽車、船舶、軌道交通等領域。

我國碳纖維使用下游情況(kt)

全球碳纖維使用下游情況(kt)

碳纖維應用在汽車的優勢

(1)輕量化：使汽車更加節能，提速以及提升制動性能。一般而言，車重減小10%，油耗降低6%～8%，排放降低5～6%，0-100km/h 加速性提升8-10%，制動距離縮短2～7m。

(2)安全性：車身輕量化可以使整車的重心下移，提升了汽車操縱穩定性，車輛的運行將更加安全、穩定。碳纖維復合材料具有極佳的能量吸收率，碰撞吸能能力是鋼的六到七倍、鋁的三到四倍，這進一步保證了汽車的安全性。

(3)舒適性：碳纖維復合材料具有更高的震動阻尼，輕合金需要9秒才能停止震動，碳纖維復合材料2秒就能停止，故碳纖維應用在汽車上，對于整車NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)的提升貢獻同樣很大，會大幅增強汽車行駛的舒適性。

(4)可靠性：碳纖維復合材料具有更高的疲勞強度，鋼和鋁的疲勞強度是抗拉強度的30-50%，而碳纖維復合材料可達70-80%，因此汽車上應用碳纖維復合材料對于材料疲勞可靠性有較大提升。

(5)提升車身開發水平：由于碳纖維復合材料可設計性比金屬強，因此更易于車身開發的平臺化、模塊化、集成化。

碳纖維應用在軌道交通的優勢

(1)輕量化、高強度：與采用鋼、鋁合金等傳統金屬材料相比，碳纖維復合材料應用于地鐵車輛的車體、司機室、設備艙分別減重30%以上，轉向架構架減重40%，整車減重13%。

(2)可設計性強：碳纖維制品是通過碳纖維預浸料層疊熱壓而成的，在制作過程中可以通過調整鋪層合理設計達到最優的力學效果。

(3)抗震吸能效果好：碳纖維材料具有吸能抗震的特性，不僅能夠阻止雜散電流的影向，還保證了行駛過程中的平穩性，此外碳纖維還具有吸聲的效果，減少噪音的影響。

(4)耐腐蝕性能優異：碳纖維是一種非金屬材料，化學活性低，能夠對抗酸堿鹽等腐蝕。因此不僅能夠延長結構的使用壽命，并且基本上不需要采用防腐、防銹等措施，從而可以減少不必要的維修。

(5)防火性能好：碳纖維材料具有優異的防火性能，減少了軌道交通發生火災的的意外情況。碳纖維復合材料對擴展裂紋的敏感度很低，即使出現損傷，也不致被立即破壞，安全性更高。

碳纖維上市公司

就目前來說，國內的碳纖維行業還正處于初級發展階段，行業競爭較弱。行業領軍上市公司有光威復材、中簡科技、精功科技等。

(1)光威復材是一家專業從事碳纖維、碳纖維織物、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、生產與銷售的高新技術企業。公司主要收入和利潤來自于GQ3522。

目前GQ3522型碳纖維(T300級)在航空航天領域穩定供貨;GQ4522型碳纖維(T700級)處于試驗狀態或小批量試產;QM4035型碳纖維(M40J級)經過第三方權威機構檢測，各項指標達到;M40J水平，已掌握了M40J級碳纖維工程化生產的關鍵設備與技術;QM4050型碳纖維(M55J級)承擔國家科技部“863”計劃項目。

(2)中簡科技是一家從事高性能碳纖維及相關產品研發、生產、銷售和技術服務的高新技術企業。公司收入和利潤主要來自于規?；a的產品ZT7系列碳纖維。

目前公司ZT7系列(高于T700級)碳纖維產品全面應用于航空航天領域，可批量穩定供貨;ZT8系列(T800級)碳纖維通過了科技部專家現場取樣評價，產品性能達到科技部“863”項目指標;ZT9系列碳纖維研發產品已通過第三方取樣和北京航空航天大學檢測，性能水平達到T1000/T1100級;在高模高強碳纖維方面，M40J碳纖維具備穩定生產能力，M55J和M60J碳纖維于2017年通過北京航空航天大學檢測。

(3)精功科技主要從事碳纖維復合材料裝備、、機器人智能裝備等高新技術產品的研制開發、生產、銷售和技術服務等。公司收入和利潤主要來自于千噸碳纖維生產線以及碳纖維石墨化生產。

公司共有27條碳纖維生產線，千噸級碳纖維生產線由該企業與國際先進技術公司合作完成，聯合數十年終于得到成果。有效付款1米的碳纖維石墨化生產研究出突破性成果。與大啊公司簽訂了大絲束碳纖維的研發合同。

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數據來源

《【研報】新材料行業專題系列報告(二)：碳纖維輕量化應用前景廣闊的特種纖維-20200810[28頁].pdf》

《碳纖維行業深度 ：風電驅動需求國產歷史機遇-211209(30頁).pdf》