摘要 近日,工業和信息化部出臺的《新材料產業標準化工作三年行動計劃》將特種金屬功能材料、高端金屬結構材料、先進高分子材料、新型無機非金屬材料、高性能復合材料和前沿新材料六大領域列入重點任...
近日,工業和信息化部出臺的《新材料產業標準化工作三年行動計劃》將特種金屬功能材料、高端金屬結構材料、先進高分子材料、新型無機非金屬材料、高性能復合材料和前沿新材料六大領域列入重點任務領域。無機非金屬材料涉及的領域眾多,建筑材料、特種玻璃材料、先進陶瓷材料、人工晶體、石墨材料等都屬于無機非金屬材料。無機非金屬材料較好地彌補了金屬材料的弊端和不足,具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨性好、強度高等特質。業內人士解釋,大部分金屬的熔點都比較低,而且金屬比較沉,即使強度足夠大,也無法彌補這一弊端,而一些無機非金屬材料能滿足這些要求。對于不同的需要,無機非金屬的一些材料更適合。
一位行業專家曾經表示:“無機非金屬材料有很多難以替代的特性,比如航空產業,對產品質量要求高,在航天制造上,質量很重會影響產品功能,而無機非金屬材料就發揮了很好的作用,因為質量越輕需要的能量越低。”
在六大新材料品種中,高性能纖維應用前景較為廣泛。據中國不飽和聚酯樹脂行業協會副秘書長趙鴻漢介紹,高性能纖維具有耐腐蝕、耐高溫、高強度等特性,應用領域廣泛,包括航空航天、交通運輸設備以及日常生活品等,與傳統材料相比,具有更高的強度、耐腐蝕性和耐熱沖擊性以及更大的設計靈活性,是發展國防軍工、航空航天、新能源及高科技產業的重要基礎原材料,同時在建筑、通信、機械、環保、海洋開發、體育休閑等國民經濟領域具有廣泛的用途。
按照合成的原料不同,高性能纖維主要分為碳纖維、芳綸纖維、特殊玻璃纖維、超高分子聚乙烯纖維等,其中碳纖維、芳綸纖維、超高分子聚乙烯纖維是當今世界三大高性能纖維,而碳纖維尤其值得關注。
目前碳纖維新材料已進入快速擴張期,未來航天航空、油氣開發、汽車、電子等領域將帶動碳纖維材料需求大幅增長。據了解,日本、美國、德國等國家技術壟斷集中度較高,原絲、炭化等關鍵環節由日本、美國等國家控制。其中,小絲束碳纖維生產基本上被東麗、東邦和三菱等日本企業所控制,三者市場占有率達到70%左右。大絲束則主要由美國卓爾泰克、德國西格里和日本東邦控制,市場占有率為80%左右。
趙鴻漢表示,國內企業存在原絲質量差、生產規模小、質量低、價格高、應用基礎研究薄弱、品種單一等問題,近年來快速擴張的產能大多為低品質產品,與國外差距明顯。
據國家重點基礎研究發展計劃碳纖維項目首席專家徐堅介紹,從2000年開始,我國投入專項資金推動碳纖維技術的研發,目前利用自主技術研制的少數國產碳纖維產品已經達到了國際同類產品水平,但國內碳纖維市場上國產碳纖維產品占比卻依然不高。“十一五”期間,中國科學院也曾立項支持碳纖維復合材料領域的研發,很好地集成了各研究所的研發優勢,制造了概念型全碳纖維復材電動車,已經取得明顯成效。
根據美國市場研究機構提供的數字,2015年前,全球碳纖維市場需求將保持13%的增長,而我國對碳纖維的需求增速卻明顯快于全球。
由于技術封鎖的原因,我國碳纖維需求仍在導入期,未來航天航空、汽車制造、新能源制造等將成為需求增長的主要領域。目前高性能纖維在飛機上的應用比例為50%-80%。波音公司預計,到2025年中國運輸飛機數量將是原有的3倍;國內風電和汽車領域需求旺盛,高性能纖維復合材料作為一種先進的輕質高強材料,符合風力發電機組大容量發展趨勢,符合汽車安全、輕型化發展方向。有機構研究員認為,僅考慮到部分高檔民用汽車采用碳纖維材料以實現輕量化,預計2015年我國汽車工業對碳纖維的需求量也將達到2800噸。
對此,徐堅表示:“國內整體產量不是很高,全部加起來也就在2000噸左右,在中國一年8000噸碳纖維的總用量中,只占不到1/4,應該說國內產品質量穩定性還需要提高,主要在民口產業上還有待提高,因為我國產品主要是具有價格競爭優勢。”
據估計,至2015年,我國對碳纖維總體需求將達1.6萬噸。而根據新材料產業規劃,“十二五”末我國碳纖維產能為1.2萬噸。
徐堅表示,若想在碳纖維產業發展方面有所成績,中國還需要加倍努力,縮小與發達國家的差距。