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复合材料的发展方向是什么?

日期: 2021-08-05 08:45:00

“低成本、高性能、多功能”是未来复合材料的发展方向。其中,低成本制造技术是未来复合材料发展的重点。因过去主要注重复合材料的性能,较少考虑成本,但是现在越来越多的研究重点放在了降低成本上。未来复合材料发展的核心是低成本原材料、快速成形工艺技术、产品的大型化、整体化和集成化。
   

据中研研究院《2020-2025年中国复合材料行业市场全景调研及投资价值评估咨询报告》显示

2020年复合材料行业发展前景趋势及现状分析

复合材料作为新型功能结构材料,具有重量轻、比强度和比刚度高、阻尼性能好、耐疲劳、耐蠕变性能、耐化学腐蚀、耐磨性能好、热膨胀系数低、以及射线透过性好等特点,备受造船界的重视,近年来,先进复合材料和轻量化结构技术已成为减轻船体重量的关键技术,在救生艇、细长艇、高速执法艇、充气艇等等一些需要提高速度的舰船上得以应用,取得了良好的效果,尤其是在制造高质量的船体结构方面有着巨大的优势。随着社会发展,无论是军事还是救援、执法方面的船只,都对船速提出了新的要求,而降低舰船的重量,是使高速舰船得以实现的最有效的办法。特别是在武装攻击中,必须降低船艇的重量,以便在相同动力获得更高的有效载荷,并节约燃料、降低成本,在提高航速的同时提高了船只的机动灵活性。

随着科技的发展,树脂与玻璃纤维在技术上不断进步,生产厂家的制造能力普遍提高,使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受,但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此,碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世,使高分子复合材料家族更加完备,已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。

从全球范围看,世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济不景气,发展较为缓慢,但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计,2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%,年产量约200万吨。与此同时,美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍,达到4%~6%。

2000年,美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关,各国的占有率变化很大。总体而言,亚洲的复合材料仍将继续增长,2000年的总产量约为145万吨,预计2005年总产量将达180万吨。

从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨,欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在2000年的用量达7.5万吨,汽车等领域的用量仅为2.4万吨。不过从全球范围看,汽车工业是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。

例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板;为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求,发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求,必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时,随着近年来人们对环保问题的日益重视,高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如,用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料,在北美已被大量用作托盘和包装箱,用以替代木制产品;而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。

随着材料科技的高速发展,复合材料以其高效率、耐腐蚀、高比模、高稳定性、耐高温等性能优势在航空航天、汽车、轨道交通等交通运输领域的应用愈发广泛。随着国民经济的高速发展,经济结构的转变,新能源、环保、高端装备制造等其他新兴产业的加快发展,国内高性能纤维复合材料需求将日渐强劲。其中交通运输、工业设备发展推动高分子复合材料增长潜力很大,从子行业应用看,航天航空、汽车、风电等行业需求增长力度较强。

正因为如此,一大批国内优秀的复合材料行业企业迅速崛起,逐渐成为行业中的翘楚!更多详细分析,请关注中研研究院研究出版的《2020-2025年中国复合材料行业市场全景调研及投资价值评估咨询报告》。

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