碳纤维材料生产项目可行性研究报告Word下载.docx

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一、测试与标准.................................................................................11

1、碳纤维的拉伸性能测试分单丝法和复丝法。

....................11

2、试样制备................................................................................13

3、测试：

....................................................................................14

第五章市场研究....................................................................................16

一、市场规模....................................................................................16

成都XX新能源有限公司

编制

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投资XX科技产业园碳纤维材料可行性研究报告

二、竞争态势....................................................................................17

1、国外碳纤维形势分析............................................................17

2、国内生产厂家........................................................................18

三、行业投资的热点........................................................................21

四、行业项目投资的经济性............................................................22

第六章建设周期与预算........................................................................22

一、建设周期....................................................................................22

二、投入预算....................................................................................23

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第一章研究背景

一、定义

碳纤维是先进复合材料最常用的也是最重要的增强体。

碳纤

维是由不完全石墨结晶沿纤维轴向排列的一种多晶的新型无机

非金属材料。

化学组成中碳元素含量达95%以上。

碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经

碳化制得；

按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；

按力学性能分

为通用型和高性能型。

通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）

模量为100GPa左右。

高性能型碳纤维又分为高强型（强度

2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）

大于4000MPa的又称为超高强型；

模型。

碳纤维制造工艺分为有机先驱体纤维法和气相生长法。

机先驱体纤维法制得的碳纤维是由有机纤维经高温固相反应转

变而成。

应用的有机纤维主要有聚丙烯（PAN）纤维、人造丝和

沥青纤维等。

将有机母体纤维（例如粘胶丝、聚丙烯腈或沥青）

采用高温分解法在1000～3000度高温的惰性气体下制成的，其

结果是除碳以外的所有元素都予以去除。

维称气相生长碳纤维。

二、行业形势

虽然当前世界经济发展面临重重危机，但碳纤维的需求仍在升

温。

除了传统的航空航天领域外，汽车、风力涡轮叶片及压力容器等

碳纤维新市场正在兴起。

据相关部门预测，世界碳纤维需求每年将以

大约13％的速度飞速增长，预期2012年聚丙烯腈（PAN）基碳纤维全

球需求量将达6万吨，到2018年需求量将达到10万吨。

7大碳纤维

制造商——东丽、东邦、三菱丽阳、SGL、Hexcel、Cytec和Zoltek，

已宣布计划在未来3～5年扩产78%，总投资额为87970万欧元（13

亿美元），短期看来碳纤维会供不应求。

国际碳纤维市场发展迅速，

需求量不断增长给我国碳纤维行业，提供了难得进一步发展的机遇。

但我国碳纤维行业基础薄弱，产业发展需要技术、人才和资金的持续

投入，而且其应用领域对产品品质的要求非常严格。

客观地说生产企

业应量力而行，整个行业也应发出明确的信息、引导企业正确投资，

使我国碳纤维产业快速健康地发展。

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第二章研究内容

一、碳纤维性质

碳纤维是一种力学性能优异的新材料，

墨化处理而得到的微晶石墨材料。

碳纤维的微观结构类似人造石墨，

是乱层石墨结构。

它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉

强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为

230~430Gpa亦高于钢。

因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度

之比可达到2000Mpa/（g/cm3）以上，而A3钢的比强度仅为

59Mpa/（g/cm3）左右，其比模量也比钢高。

材料的比强度愈高，则构

件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示

了碳纤维在工程的广阔应用前景。

综观多种新兴的复合材料

陶瓷基复合材料）的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从

钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。

二、碳纤维的产品形式及制造工艺

碳纤维有四种产品形式：

纤维，布料，预浸料坯，和切短纤维。

布料指的是由碳纤维制成的织品。

预浸料坯是一种产品，是将碳纤维

按照一个方向一致排列，

状。

切短纤维指的是短丝。

按照不同的配比，这些产品和树脂一起应

用将形成碳纤维强化塑料（CFRP）。

将树脂附在纤维上可以制成压力容器和轧滚，

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芯儿上，然后进行塑化或硬化处理。

这种方法被称为“缠绕成型法”

将布料放入一个模型中，然后用树脂浸泡，这就是所说的“树脂转注

成型法（RTM）”

加压和塑化成型而成的。

将预浸料坯缠绕在一个芯儿上，然后将其加

热和塑化，这就是所说的“薄片缠绕法”

高尔夫球棒和钓鱼杆。

三、产品种类

1.聚丙烯腈基碳纤维

聚丙烯腈纤维制备碳纤维属于有机先驱体纤维法。

即将有机纤

维在200℃——400℃氧化介质（如空气、氧、臭氧、一氧化氮、二

氧化氮、三氧化硫等）气氛中进行低温处理，纤维内部发生交联、

化、氧化脱氢、脱水、脱二氧化硫以及热分解等复杂的化学反应，

其变为热稳定型结构，

此阶段是形成纤维的稳定化过程，

℃——1500℃的惰性气氛（高纯氮）中进行高温处理，此时纤维内部

产生交联、环化、缩聚、芳构化等一系列化学反应。

排除其中非碳原

子，

PAN纤维分子易于沿纤维轴向取向，碳化收率（1000～1500℃）

为50～55%，

180℃附件存在塑性，便于纺丝后的改性处理和经受高温碳化处理，

这些特点使其成为迄今发展高性能碳纤维最受人注目的先驱体。

体纤维的质量和性质是生产高性能碳纤维的前提。

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纯度、高强度、高取向度、细旦化、致密化、结晶度、原丝圆形截面

形状，变导系数等性能。

有了制造PAN基碳纤维的方法，也有了制

造技术，所以制造高性能PAN基碳纤维原丝质量又成为一个技术焦

点。

聚丙烯腈基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳化两个过

程。

原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、

上油、

高温碳化、表面处理、上浆烘干、收丝卷绕等工序。

2、沥青基碳纤维

沥青基碳纤维成为目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原

料路线。

沥青基碳纤