Demanda: os campos de aplicação são principalmente aeroespaciais, lâminas de turbinas eólicas, esportes e lazer, etc., e o mercado aeroespacial é responsável por mais de 50%
Os compósitos de fibra de carbono são usados principalmente em aeroespacial, lâminas de turbinas eólicas, esportes e lazer e outros campos
A demanda global por compósitos de fibra de carbono está mostrando uma tendência de crescimento contínua, e a demanda diminuirá no curto prazo em 2023. Em 2023, a demanda global por compósitos de fibra de carbono será de 176.900 toneladas, uma queda de 15% de 207.700 toneladas em 2022; A receita composta de fibra de carbono global será de US $ 22,96 bilhões, uma queda de 12% de US $ 26,21 bilhões em 2022. O declínio na demanda se deve principalmente à diminuição da demanda em lâminas de turbinas eólicas e esportes e lazer. Em 2023, a demanda por compósitos de fibra de carbono no campo da lâmina da turbina eólica será de 30.800 toneladas, um ano - em - diminuição do ano de 42%; A demanda por compósitos de fibra de carbono no campo de esportes e lazer será de 28.900 toneladas, um ano - em - diminuição de 22%. Nos campos aeroespaciais e militares, a demanda por compósitos de fibra de carbono se recuperou e os preços aumentaram. Em 2023, a demanda será de 33.800 toneladas, um ano - em - aumento do ano de 9%.
Os materiais compósitos de fibra de carbono são usados principalmente em militares aeroespaciais, lâminas de turbinas eólicas, esportes e lazer, vasos de pressão e outros campos. Em 2023, a demanda global por resina -} compósitos de fibra de carbono baseada será de cerca de 176.900 toneladas, das quais 33.800 toneladas estarão no campo militar aeroespacial, representando 19%, 30.800 tons estarão no campo da lâmina eólica, contando com 17%e 28,900 tons estarão em alta. No campo militar aeroespacial, os compósitos de fibra de carbono têm requisitos de alto desempenho e alto valor. In terms of market size, in 2023, the global resin-based carbon fiber composite market size will be US$22.96 billion, of which the aerospace military market size will be US$14.62 billion, accounting for 64%, the sports and leisure market size will be US$3.59 billion, accounting for 16%, and the wind turbine blade market size will be US$620 million, accounting for 3%.
1) Campo aeroespacial
A aplicação de compósitos de fibra de carbono no campo aeroespacial inclui aeronaves comerciais, drones, aeronaves militares, jatos comerciais, helicópteros e outros tipos de aeronaves. De acordo com o relatório do mercado global de compósitos de compósitos de fibra de carbono 2023, na aplicação de compósitos de fibra de carbono no campo aeroespacial, as aplicações de aeronaves comerciais representam a maioria, representando 36%, as aplicações de aeronaves militares representam 21%e os aplicativos UAV representam 18%.
Em termos de aeronaves comerciais, materiais compostos foram usados na carga mais importante - com partes de aeronaves comerciais, incluindo asas e peças da fuselagem e, com a atualização de aeronaves de passageiros, o uso aumentou gradualmente. O uso de compósitos de fibra de carbono no Boeing 787 e na Airbus A350 excede 50%. Domesticamente, o peso estrutural dos compósitos de fibra de carbono é responsável por 12% da grande aeronave C919, e o uso de compósitos de fibra de carbono no amplo aeronave - corporal C929 pode exceder 50%, atingindo o nível avançado do mundo.
Em termos de aeronaves militares, em meados - 1970, os compósitos de fibra de carbono começaram a ser gradualmente usados na cauda vertical e na cauda horizontal de caudas de aeronaves militares, como F -} 15, F-16, MIG-29, Mirage 2000, F/A-18 e outras aeronaves militares. Depois disso, os compósitos de fibra de carbono foram utilizados em componentes principais de carga de carga, como asas e fuselagens, como AV-8B, B-2, F/A-22, F/A-18E/F, F-35, Rafale, Jas-39, Typhoon, su-37, etc. Os compositões de fibra de carbono são usados na estrutura de fibra de carbono, o typhoon, 37, etc. cauda horizontal e cauda vertical do J-11b, e a fuselagem, asas, a cauda vertical, a entrada de ar e o canard do J-20. O uso de compósitos no lutador J-20 do meu país é responsável por 27%.
Em termos de UAVs, os compósitos de fibra de carbono têm sido amplamente utilizados em vários tipos de UAVs. Por exemplo, as asas, cauda, nacele do motor e fuselagem traseira do avançado RQ - 4 aeronaves de reconhecimento não tripuladas globais do Hawk dos Estados Unidos são todos feitos de materiais compósitos de fibra de carbono; A fuselagem da sombra UAV de AA I usa materiais compósitos de resina epóxi reforçada com fibra de carbono, a cauda usa materiais compósitos de resina epóxi reforçada com fibra de carbono ou aramida e as asas são feitas de estruturas de sandwich de resina epóxi composta por resina epóxi reforçada com fibra de carbono. Exceto pelo feixe principal, o Rainbow 4 do meu país é feito de materiais compostos, com a proporção de materiais compósitos atingindo 80%; A proporção de materiais compostos usados no Loong-1e da asa também atinge mais de 80%.
2) Carbono - compósitos de carbono
O carbono - compósitos de carbono possui principalmente três mercados a jusante: discos de freio aeronaves, componentes aeroespaciais e componentes de campo térmico fotovoltaico. O mercado global de discos de freio a aeronaves cresceu constantemente com o aumento do volume de transferência de aeronaves da aviação civil, e o mercado doméstico deve alcançar um crescimento mais rápido com a localização dos discos de freio a aeronaves da aviação civil. Os fabricantes de disco de freio de aeronaves incluem Messier - Bugatti na França, Honeywell, BF Goodrich, Goodyear e Dunlop no Reino Unido. Os fabricantes de disco de freio de aeronaves domésticos incluem Tech Beimo Hi -, frenagem xi'an, novos materiais de menino, etc. No mercado de peças aeroespaciais, carbono - compósitos de carbono são usados para compostos de garra de foguetes grandes, os bocais de arremesso de gestão, como lães de aranha -alvo, como o missilador de foguetes, como o missilador de foguetes. resistência. No campo dos campos térmicos fotovoltaicos, os materiais compostos de carbono são usados para componentes de campo térmico no crescimento e desenho de cristais únicos, incluindo principalmente cadinhos, tubos -guia, tubos de isolamento, aquecedores e outros componentes. As empresas envolvidas em carbono - materiais de campo térmico composto de carbono incluem SGL na Alemanha, Tokai Carbon no Japão, Jinbo Co., Ltd., Tianyi Shangjia, Xi'an Chaoma, Meiland, Longi Green Energy, etc. na China.
3) Esportes e lazer
O campo de esportes e lazer é um mercado importante para materiais compósitos de fibra de carbono. Nos últimos anos, a aplicação de fibra de carbono em vários meados - a - alta - esportes finais e produtos de lazer, como barras de pesca, tacos de golfe, bicicletas, raquetes, paus de hóquei, esqui e barcos remar, aumentaram. No campo dos esportes e do lazer, a maior demanda por fibra de carbono é para hastes de pesca, seguidas de tacos de golfe, e os dois representam cerca de 60% da demanda por fibra de carbono no campo de esportes e lazer. Em 2022, a demanda global por compósitos de fibra de carbono no campo dos esportes e do lazer é de 36.900 toneladas, e a demanda em 2023 cairá para 28.900 toneladas devido à redução do estoque.
4) vasos de pressão
Os vasos de pressão compostos de fibra de carbono são amplamente utilizados no campo de armazenamento de gás e dispositivos de armazenamento de energia devido às suas vantagens de resistência leve, fadiga, resistência à corrosão e alta resistência. Comparado com todos os vasos de pressão metálica de- tradicional, os vasos de pressão compostos de fibra de carbono têm forte designabilidade, peso mais leve, capacidade de rolamento mais forte e pode ser massa - produzida usando equipamentos de enrolamento de fibra automatizados. Atualmente, no campo da aeroespacial, vários vasos de pressão compostos para naves espaciais e seus sistemas tornaram -se dispositivos de armazenamento líquido para motores de foguetes e vida - suportam sistemas de fornecimento de gás para astronautas nas estações espaciais. No campo civil, desde os anos 90, os vasos de pressão compostos se tornaram gradualmente os produtos convencionais dos vasos de pressão civis, e os vasos de pressão compostos têm sido amplamente utilizados para o armazenamento de hidrogênio- alta. Toray prevê que, até 2025, a demanda por fibra de carbono no campo dos vasos de pressão excederá 20.000 toneladas e, até 2030, a demanda global por fibra de carbono no campo do vaso de pressão excederá 80.000 toneladas, com uma forte tendência de crescimento.
5) Lâminas de turbinas eólicas
As lâminas de turbinas eólicas são os componentes principais das turbinas eólicas. Eles estão sujeitos à influência de vários ambientes externos durante o trabalho; portanto, é necessário que o material da lâmina tenha boa força, rigidez e resistência, bem como resistência ao vento e à areia, impacto e corrosão. Atualmente, os materiais compósitos reforçados de fibra - têm sido amplamente utilizados em lâminas de turbinas eólicas, incluindo materiais compostos de resina de resina de termossetas reforçadas com fibra de vidro e materiais compósitos reforçados com fibra de carbono. A principal parte da aplicação da fibra de carbono nas lâminas de turbinas eólicas é o feixe principal.
Comparado com a fibra de vidro, a fibra de carbono tem baixa densidade, alta resistência e módulo 3-8 vezes maior. Sua aplicação nas lâminas de turbinas eólicas pode melhorar a rigidez da lâmina e reduzir o peso; melhorar a resistência à fadiga; Torne a potência de saída das turbinas eólicas mais suave e mais equilibrada, melhore a eficiência da utilização da energia do vento; e fabricar lâminas de velocidade baixa do vento e lâminas adaptativas. Sob a premissa de atender aos requisitos de rigidez e resistência, os materiais compósitos de fibra de carbono podem ser reduzidos em cerca de 30% em comparação com os materiais compósitos de fibra de vidro. No entanto, os compósitos de fibra de carbono são caros, 10 vezes a da fibra de vidro, o que limita sua aplicação na geração de energia eólica. De acordo com o Laboratório Nacional de Sandia, nos Estados Unidos, à medida que a duração da lâmina aumenta, a taxa de penetração dos feixes principais de fibra de carbono aumenta. Quando o comprimento da lâmina é superior a 70m, a taxa de penetração de fibra de carbono atinge 55%. À medida que as lâminas se desenvolvem para tamanhos maiores, espera -se que a taxa de penetração de mercado da fibra de carbono aumente ainda mais.