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　　碳纖維是現(xiàn)代宇航工業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，具有不可替代性，被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈武器、空間平臺(tái)和運(yùn)載火箭等航天領(lǐng)域。在大型先進(jìn)飛機(jī)中，碳纖維復(fù)合材料被廣泛用作主承力結(jié)構(gòu)材料。且在近期研制成功的新型飛艇中，碳纖維也被用做結(jié)構(gòu)材料。因此，航空航天業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)對(duì)碳纖維復(fù)合材料就有很高的需求。

　　預(yù)計(jì)到2024年，北美的碳纖維復(fù)合材料市場規(guī)模將繼續(xù)保持其優(yōu)勢。成熟的航空航天行業(yè)已使該地區(qū)的飛機(jī)交付量增加，從而促進(jìn)了該行業(yè)的增長。在美國，成熟的航空航天行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者將進(jìn)一步鞏固該地區(qū)的優(yōu)勢。

　　隨著美國航空航天和國防領(lǐng)域持續(xù)進(jìn)行研發(fā)活動(dòng)，預(yù)計(jì)行業(yè)需求將在未來幾年呈現(xiàn)出巨大的增長。由于歐洲有大量軍用飛機(jī)制造單位，歐洲將占據(jù)重要份額。此外，意大利和德國的高端汽車產(chǎn)業(yè)的存在將進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)品滲透。

　　亞太地區(qū)在預(yù)測期間將增長超過12%。整個(gè)地區(qū)汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展以及對(duì)航空業(yè)的高投入將推動(dòng)該地區(qū)的增長。例如，印度軍用航空領(lǐng)域預(yù)計(jì)將在未來20年內(nèi)投資約350億美元。直到2024年，這些投資將為行業(yè)規(guī)模帶來高增長前景。

　　再來看看有哪些領(lǐng)域用到了碳纖維復(fù)合材料

　　碳纖維復(fù)合材料作為一種高大上的材料，其應(yīng)用領(lǐng)域自然也是比較高端的，包括：航空航天、航海、軌道交通、風(fēng)電、公共基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備、體育休閑產(chǎn)品，以及時(shí)尚生活用具等領(lǐng)域。以下選取了其中5個(gè)領(lǐng)域。

　　1

　　航空航天和國防

　　預(yù)計(jì)到2024年，航空航天行業(yè)的碳纖維復(fù)合材料市場將占據(jù)190億美元的最大份額。軍事和商業(yè)航空領(lǐng)域的增長將主要推動(dòng)該領(lǐng)域規(guī)模的增長。商用飛機(jī)的高碳纖維需求可歸因于飛行承受能力的提高，這導(dǎo)致了全球航空客運(yùn)量的增長。這種客運(yùn)量的增加將進(jìn)一步鞏固未來幾年該領(lǐng)域的優(yōu)勢。

　　2

　　汽車

　　2016年，汽車占據(jù)了20%以上的顯要份額和超過2.5萬噸的需求。在汽車行業(yè)使用碳纖維復(fù)合材料主要?dú)w因于碳纖維復(fù)合材料基體材料的高效生產(chǎn)而降低了價(jià)格。由于價(jià)格下降，碳纖維復(fù)合材料也可以在未來幾年用于中級(jí)車?；旌蟿?dòng)力跑車在它們的i系列熱衷采用碳纖維復(fù)合材料。2015年大約賣出了2.4萬輛i3和5500輛i8，進(jìn)一步為行業(yè)大幅增長做出了貢獻(xiàn)。

　　3

　　風(fēng)能

　　到2021年，風(fēng)力渦輪機(jī)復(fù)合材料市場預(yù)計(jì)將達(dá)到121.7億美元，2016年至2021年的復(fù)合年增長率為9.28%。

　　用于生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的碳纖維的需求的增長以及對(duì)可再生能源需求的增加正在推動(dòng)該市場的增長。然而，與碳纖維和環(huán)氧樹脂等原材料的高成本以及復(fù)合材料的可回收性問題相關(guān)的問題是阻礙碳纖維復(fù)合材料市場增長的因素。

　　4

　　體育&休閑

　　碳纖維的高強(qiáng)度、高模量和輕質(zhì)特性使體育運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品達(dá)到了新的性能水平。高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、滑雪橇、滑雪板、曲棍球棒、釣魚竿、棒球棒和自行車的性能都通過碳纖維增強(qiáng)材料得以提高，并且進(jìn)一步增加體育器械的機(jī)會(huì)是無窮的。

　　在體育用品中使用碳纖維的原因不僅在于其輕質(zhì)和耐用的特性，而且在設(shè)計(jì)極其特定的應(yīng)用時(shí)也有很大的自由度。2016年該領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料需求量為1.5萬噸，預(yù)計(jì)到2022年將達(dá)到2.1萬噸。

　　5

　　義肢

　　在美國，下肢截肢是截肢數(shù)量中最多的，這導(dǎo)致下肢義肢的碳纖維復(fù)合材料的使用量增加。與上肢義肢裝置相比，患者個(gè)人更關(guān)心下肢義肢裝置。根據(jù)Amputee Collation的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，大約65%的截肢是下肢截肢的。義肢制造公司正在為下肢義肢提供更多的碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品。?ssur、Ottobock、Hanger公司、The Ohio Willow Wood公司和Allard USA公司是一些義肢制造公司，提供碳纖維復(fù)合材料的下肢義肢。因此，在北美，用于義肢的碳纖維復(fù)合材料的使用量也在增長，從而促進(jìn)了市場收入的增加。

　　根據(jù)患者的個(gè)人功能需求，可為患者提供各種各樣的義肢。義肢需要定制，以適應(yīng)患者的身形，并在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到精確的功能需求和目標(biāo)。這些包括專門設(shè)計(jì)的用于休閑運(yùn)動(dòng)和身體調(diào)節(jié)(如健美操和跑步)的運(yùn)動(dòng)型精密義肢。

　　?ssur和Nike合作，設(shè)計(jì)出理想的跑鞋，這結(jié)合了?ssur在運(yùn)動(dòng)義肢上的無與倫比的專業(yè)知識(shí)與耐克的世界聞名的牽引和氣墊技術(shù)。由?ssur打造的Cheetah Xtreme(見圖3)專為快速短距離沖刺而設(shè)計(jì)，碳纖維片比其他Cheetah系列的跑鞋具有更流暢的曲線。這種動(dòng)態(tài)形狀使腳更加彎曲，從而提供強(qiáng)大的沖刺能量。從長遠(yuǎn)來看，這些因素有望促進(jìn)歐洲市場的增長。此外，預(yù)計(jì)在該地區(qū)，一些公司在義肢領(lǐng)域的投資增長也預(yù)示著市場的增長。公司不斷投資于假肢產(chǎn)品用的碳纖維復(fù)合材料的研究和開發(fā)，以滿足該地區(qū)被截肢的人們對(duì)碳纖維復(fù)合材料義肢日益增長的需求。

　　應(yīng)用市場的不斷細(xì)分還將推動(dòng)碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的差別化發(fā)展，將有更多、更好的碳纖維復(fù)合材料制品被制造出，以促進(jìn)社會(huì)綠色發(fā)展、滿足人們多樣化的生活需求。

　　最后看看碳纖維回收問題

　　目前制造過程每年產(chǎn)生約2.4萬噸碳纖維廢棄物，ELG碳纖維公司總經(jīng)理Frazer Barnes認(rèn)為，隨著行業(yè)的擴(kuò)大，到2021年碳纖維廢棄物將達(dá)到約3.2萬噸。碳纖維回收，特別是那些用樹脂浸漬的碳纖維，是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。大多數(shù)碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)使用熱固性基體(如環(huán)氧樹脂)制成，在固化后不能熔融或再成型。

　　使用再生碳纖維可以減小對(duì)環(huán)境的影響，其生產(chǎn)僅消耗原生纖維生產(chǎn)所需能量的約10%。

　　這種節(jié)約能源很重要。根據(jù)生命周期分析，車輛可能需要行駛15.5萬公里才能因使用碳纖維節(jié)省的燃料抵消其生產(chǎn)所需能量。而在同樣的情況下使用再生碳纖維，車輛可以行駛少于1.5萬公里。

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