碳纖維研究現(xiàn)狀

 碳纖維的主要生產國家/地區(qū)包括日本、美國、韓國、歐洲部分國家及中國臺灣。技術先進國家在碳纖維技術發(fā)展初期已經意識到該材料的重要性，紛紛進行戰(zhàn)略布局，大力推動碳纖維材料研發(fā)。

2010—2017年全球碳纖維相關論文篇數(shù)

2010—2017年全球碳纖維相關專利篇數(shù)

2010—2017年碳纖維論文與專利Top10國家或地區(qū)

2010—2017年全球碳纖維論文數(shù)量Top20機構

 掌握核心技術是關鍵

 過去碳纖維核心技術工藝、產能等主要被日本、美國以及歐洲少數(shù)發(fā)達國家和地區(qū)掌控，由于其高技術含量、高利潤回報，西方國家長期對我國實行嚴格的技術封鎖。近年來，我國在碳纖維領域不斷取得突破：

 2016年1月，中國科學院所在國內率先實現(xiàn)了國產M55J制備技術重大突破，同年9月進行了制備技術驗證，并獲得拉伸強度4.15GPa、拉伸模量585GPa的高強高模碳纖維，后續(xù)研究進一步實現(xiàn)了國產M55J高強高模碳纖維連續(xù)穩(wěn)定生產，纖維主體性能批間批內離散系數(shù)＜5%。

 2018年，成功制備拉伸強度5.24GPa、拉伸模量593GPa的高強高模碳纖維，與日本東麗M60J高強高模碳纖維(拉伸強度3.92GPa、拉伸模量588GPa)相比，繼續(xù)保持了拉伸強度上的優(yōu)勢。

 2019年，中國科學院山西煤炭化學研究所研究員張壽春團隊圍繞T-1000級超高強度碳纖維制備，承擔的中國科學院重點部署項目所制備的聚丙烯腈基超高強度碳纖維，順利通過驗收，并

 成功開發(fā)聚丙烯腈基新型中空碳纖維。

 目前中國碳纖維研制面臨的問題

 1.產業(yè)化工藝與裝備核心技術仍未本質突破，在市場競爭中處于不利地位。

 2.碳纖維研制及應用重大基礎科學問題尚未探明，高端碳纖維及其復合材料與國外仍存在代差。

 3.大部分應用領域缺乏復合材料設計-制造-評價-考核驗證能力，“不會用、用不好”問題突出，碳纖維產業(yè)發(fā)展缺乏大規(guī)模應用出口。

 4.人才規(guī)模與分布問題沒有得到明顯改觀。

 以碳纖維為代表的高性能纖維作為先進復合材料的重要組成部分，具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ瑢⒃诮窈蠛荛L時期內保持相當?shù)幕盍?。下一步，中國碳纖維技術產業(yè)應著力于碳纖維的高性能化和市場需要的新品種研發(fā)及生產，為中國復合材料行業(yè)的發(fā)展、為碳纖維企業(yè)的技術升級發(fā)揮積極的作用。