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碳纖維市場及發顯現狀
發布時間: 2023年04月12日




  碳纖維具有質量輕且高強度的特征,85%以上之碳纖維是由聚丙烯腈制成。因為汽車產業對碳纖維的大量需求、大批量生產技術的成熟及成本的降低,預估至2022年生產量會急遽增長至14.27萬噸。碳纖維應用的前四大領域為儲能、航太軍需、活動休閑及汽車產業,分別占31%、22%、13%及11%;因為對溫室氣體排放的要求,將來碳纖維于汽車產業的應用,預期將具有最高之成長率,因此碳纖維制造廠也積極與汽車制造商合作,以開發新產品及技術。
 

碳纖維
 

  碳纖維簡介
 

  碳纖維是把聚丙烯或石油、煤炭等的副產物瀝青加熱碳化處理而得的纖維,百分之九十以上的成分是碳原子,每一根纖維的直徑約5~10微米,碳原子晶體沿著纖維長軸方向排列,所以具有質輕強度高的優秀特征,同體積下,碳纖維的重量是鋁的二分之一,是鐵的五分之一,然而碳纖維的抗拉強度卻是鋼的十倍。碳纖維沿長軸方向的強度及彈性模數高,長期受力下不易發生潛變,而且具耐委靡性佳、熱傳導率高、摩擦系數小、潤滑性佳、熱膨脹系數小、耐腐蝕性佳、X-ray透過性佳、比熱及導電性介于非金屬和金屬之間等好處;但碳纖維的耐沖擊性較差,而且在強酸作用下會發生氧化反應,與金屬材料復應時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕征象。
 

  聚丙烯腈系碳纖維市場
 

  2013年全球聚丙烯腈系碳纖維生產量約為4.90萬噸,到2014年時成長了約9.2%至5.35萬噸,相稱于1,653億日圓的產值,而2015年全球的聚丙烯腈系碳纖維生產量,目前初估可成長10.8%到達5.94萬噸,日本富士經濟推斷到2018年總生產量會達8.73萬噸,相稱于2,335億日圓產值,至2022年因為汽車產業對碳纖維的大量需求及大批量生產技術的成熟、維護和成本的降低,聚丙烯腈系碳纖維生產量會急遽增長超過14.27萬噸。
 

  碳纖維制造廠商現況
 

  碳纖維的生產基地多位在美國及歐洲,重要是為供給Boeing和Airbus制造飛機所需,就近設廠以削減運輸成本;Toray、TohoTenax及MitsubishiRayon為日商,所以在日本均設有生產基地;2013年Toray併購以生產大絲束碳纖維為主的美商Zoltek,但併購后仍維持Zoltek名稱販賣碳纖維;TohoTenax則于1999年被日本帝人公司收購,但也維持原有之TohoTenax名稱繼承制造販賣碳纖維。其中MitsubishiRayon及Cytec二家公司同時生產聚丙烯腈系及瀝青系碳纖維,其它則生產聚丙烯腈系碳纖維。
 

  碳纖維于汽車產業之應用
 

  因為碳纖維復合材的強度高,以往多用于賽車及高級跑車的車身結構材,具有優秀的珍愛性子。但近年因為歐洲對二氧化碳排放量的強制規范,為求汽車輕量化,以削減廢氣排放量、減緩溫室效應及地球暖化速度,各大汽車制造商正積極投入大量資源,研發并量產碳纖維于一樣平常大眾車的應用上,例如BMWi8超級跑車及BMWi3小型電動汽車的車體皆是使用碳纖維復合材料,其重量較一樣平常傳統鈑金車體削減了50%。

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