什么是碳纤维？主要应用领域有哪些？上市公司介绍

碳纤维定义

所谓的碳纤维也就是有机纤维(如PAN聚丙烯腈/沥青/粘胶等)在高温的环境之下，通过裂解碳化之后所形成的碳主链结构无机纤维(含碳量>90%)。

就国内2020年碳纤维需求来看，国内进口碳纤维、国产碳纤维的供应量分别为3.04万吨、1.84万吨，分别占总需求量的62%、38%。近几年来，国产碳纤维占比一直在不断提升，国产替代化趋势明显。

中国碳纤维需求情况

2020年，全球碳纤维需求量快速增长，达到了10.69万吨。预计到2025年，全球碳纤维市场需求量将继续增加，以年复合增速超10%的增速达20万吨。

碳纤维应用领域

就目前来说，碳纤维主要可以应用在风电叶片、压力容器、电子电气、体育休闲、航空航天、碳碳复材、混配模成型、电缆心、建筑补强、汽车、船舶、轨道交通等领域。

我国碳纤维使用下游情况(kt)

全球碳纤维使用下游情况(kt)

碳纤维应用在汽车的优势

(1)轻量化：使汽车更加节能，提速以及提升制动性能。一般而言，车重减小10%，油耗降低6%～8%，排放降低5～6%，0-100km/h 加速性提升8-10%，制动距离缩短2～7m。

(2)安全性：车身轻量化可以使整车的重心下移，提升了汽车操纵稳定性，车辆的运行将更加安全、稳定。碳纤维复合材料具有极佳的能量吸收率，碰撞吸能能力是钢的六到七倍、铝的三到四倍，这进一步保证了汽车的安全性。

(3)舒适性：碳纤维复合材料具有更高的震动阻尼，轻合金需要9秒才能停止震动，碳纤维复合材料2秒就能停止，故碳纤维应用在汽车上，对于整车NVH(噪声、振动与声振粗糙度)的提升贡献同样很大，会大幅增强汽车行驶的舒适性。

(4)可靠性：碳纤维复合材料具有更高的疲劳强度，钢和铝的疲劳强度是抗拉强度的30-50%，而碳纤维复合材料可达70-80%，因此汽车上应用碳纤维复合材料对于材料疲劳可靠性有较大提升。

(5)提升车身开发水平：由于碳纤维复合材料可设计性比金属强，因此更易于车身开发的平台化、模块化、集成化。

碳纤维应用在轨道交通的优势

(1)轻量化、高强度：与采用钢、铝合金等传统金属材料相比，碳纤维复合材料应用于地铁车辆的车体、司机室、设备舱分别减重30%以上，转向架构架减重40%，整车减重13%。

(2)可设计性强：碳纤维制品是通过碳纤维预浸料层叠热压而成的，在制作过程中可以通过调整铺层合理设计达到最优的力学效果。

(3)抗震吸能效果好：碳纤维材料具有吸能抗震的特性，不仅能够阻止杂散电流的影向，还保证了行驶过程中的平稳性，此外碳纤维还具有吸声的效果，减少噪音的影响。

(4)耐腐蚀性能优异：碳纤维是一种非金属材料，化学活性低，能够对抗酸碱盐等腐蚀。因此不仅能够延长结构的使用寿命，并且基本上不需要采用防腐、防锈等措施，从而可以减少不必要的维修。

(5)防火性能好：碳纤维材料具有优异的防火性能，减少了轨道交通发生火灾的的意外情况。碳纤维复合材料对扩展裂纹的敏感度很低，即使出现损伤，也不致被立即破坏，安全性更高。

碳纤维上市公司

就目前来说，国内的碳纤维行业还正处于初级发展阶段，行业竞争较弱。行业领军上市公司有光威复材、中简科技、精功科技等。

(1)光威复材是一家专业从事碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备的研发、生产与销售的高新技术企业。公司主要收入和利润来自于GQ3522。

目前GQ3522型碳纤维(T300级)在航空航天领域稳定供货;GQ4522型碳纤维(T700级)处于试验状态或小批量试产;QM4035型碳纤维(M40J级)经过第三方权威机构检测，各项指标达到;M40J水平，已掌握了M40J级碳纤维工程化生产的关键设备与技术;QM4050型碳纤维(M55J级)承担国家科技部“863”计划项目。

(2)中简科技是一家从事高性能碳纤维及相关产品研发、生产、销售和技术服务的高新技术企业。公司收入和利润主要来自于规模化生产的产品ZT7系列碳纤维。

目前公司ZT7系列(高于T700级)碳纤维产品全面应用于航空航天领域，可批量稳定供货;ZT8系列(T800级)碳纤维通过了科技部专家现场取样评价，产品性能达到科技部“863”项目指标;ZT9系列碳纤维研发产品已通过第三方取样和北京航空航天大学检测，性能水平达到T1000/T1100级;在高模高强碳纤维方面，M40J碳纤维具备稳定生产能力，M55J和M60J碳纤维于2017年通过北京航空航天大学检测。

(3)精功科技主要从事碳纤维复合材料装备、、机器人智能装备等高新技术产品的研制开发、生产、销售和技术服务等。公司收入和利润主要来自于千吨碳纤维生产线以及碳纤维石墨化生产。

公司共有27条碳纤维生产线，千吨级碳纤维生产线由该企业与国际先进技术公司合作完成，联合数十年终于得到成果。有效付款1米的碳纤维石墨化生产研究出突破性成果。与大啊公司签订了大丝束碳纤维的研发合同。

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数据来源

《【研报】新材料行业专题系列报告(二)：碳纤维轻量化应用前景广阔的特种纤维-20200810[28页].pdf》

《碳纤维行业深度 ：风电驱动需求国产历史机遇-211209(30页).pdf》