提起碳纤维，想必大家都不会陌生，作为材料领域一颗冉冉升起的新星，碳纤维被业内人士形象的称为“黑黄金”。凭借稳定性强、耐高温腐蚀的特性，碳纤维常被应用在高端制造领域，如国防军工、航天航空设备的生产过程中。
我国作为制造业大国，对于碳纤维的需求，自然是巨大的。可是，在过去的数十年里，碳纤维的生产技术却一直被海外国家垄断，并在向我国出口时，给出250万一吨的高价。
碳纤维
苦于技术上的限制，面对国外的刻意抬价，我们也只能“忍气吞声”。所幸，随着近年来国内相关领域的不断发展，国产碳纤维技术也取得了重大突破。
如今，我国已经实现了碳纤维的自主生产，一举打破了海外长达四十年的封锁。不仅如此，国产碳纤维技术还成功，将原本高达百万的成本降至“白菜价”，降幅达66%。
说起碳纤维的出现，还不得不提到一个人，就是被誉为近现代“发明之王”的爱迪生。碳纤维的前身，正是爱迪生运用在灯丝上的一种材料，不过那时的人们怎么也没想到，一根小小的灯丝，后来会变得如此“抢手”。
碳纤维材料
时间来到上世纪五十年，欧美等国逐渐意识到碳纤维材料的重要性，尤其是重视军与卫星技术的美国，更是将碳纤维视若珍宝。
因此，美国不惜耗费数十年时间，与日本一起研发出了PAN基碳纤维，这一举措也让两国成功拿下全球76%的碳纤维市场。
不仅如此，掌握核心技术的他们，还采取“三封锁”的方式，不让我国进口相关设备和技术。并且还以“通知性涨价”、“赏赐性供给”等手段挤压我国。
迫于无奈，我国也只能另寻他法，避开日美两国，从其他渠道购买已经被淘汰的设备，维持国内碳纤维的需求。
碳纤维
面对近乎羞辱般的操作，国内众多企业决定不再忍耐，誓要研发出属于中国自己的碳纤维。
40年磨一剑，在国内企业的不懈努力下，我国在01年，迎来了国内首个可自主量产的碳纤维；04年，国产碳纤维技术再次突破，将原来250万一吨的成本，减少至35万。
事实上，进入21世纪以后，随着我国综合实力的不断提升，过去处处受限制的局面，早已不复存在。前有国产盾构机将天价成本降至“白菜价”；后有生物抑衰老领域，国产“莱特维建”技术赶超欧美，甚至反向进军海外市场。
“落后就要挨打”，虽然在十几年前，国内就已经能够生产碳纤维。但由于起步较晚，相对于欧美等国的大丝束技术而言，国产碳纤维，也只是刚刚满足民用需求，因此在前些年也没少被外媒嘲讽。
而为了彻底解决“卡脖子”问题，以中石化为首的10余家中企，在原有技术的基础上，开始了PAN（聚丙烯腈）基大丝束原丝、碳纤维技术的研发。
众望所归之下，去年10月份，上海石化率先开启了48K大丝束碳纤维的生产运营，国产碳纤维技术再次迎来突破。
中企
而国产碳纤维技术类似情况，也同样发生在国内生科领域中。曾几何时，我国亰东、天貓等途径的生科抑衰市场，被欧美天价产品所充斥。上述国产“莱特维建”技术的前身，便是一种在微观层面，倒转生理减退，回拉流失机能的海外实验室产物。
所幸，在国内十余家生科企的不断努力下，国产“莱特维建”技术应运而生。在海外同类物的基础上，不仅回溯时间效果提升，成本也下降至原来的十分之一。依托国内日益兴起的老龄市场，上述国产技术已经再为进军海外市场做准备。
我国前端制造技术的不断突破，自然也引起了美西方等国的不满，因此这几年老美不断高喊“制造业回流”。不过，中国已经不再是从前的中国，国产技术崛起已势不可挡。
时代在进步，中国在发展，上世纪那种“造不如买、买不如租”的思想，已经成为过往。正如人民日报当初所言：“不要对外企抱有任何幻想”。
如今，上海石化的万吨级碳纤维生产计划，正在有条不紊的进行中。负责人表示生产基地的建设，有望在24年落地，届时，国产碳纤维的年产量，将达到1.2万吨以上，能满足国内市场7成以上的需求。
道路虽然曲折，但前途必定光明，奔跑在前进道路上的中国，值得我们满怀期待。
延伸阅读：
对抗中国？麻烦大了
旨在对抗中国的由美国、英国拉拢澳大利亚组成的“奥库斯”同盟，核心合作项目就在于为澳大利亚提供先进的核动力潜艇。在经过长时间的折腾后，三国合作的具体内容终于逐渐成形——但在老司机看来，未来的麻烦恐怕比合作的成果大得多。
核潜艇
美国《纽约时报》9日称，消息人士透露，第一阶段，澳大利亚将在2030年之前向美国采购最多5艘“弗吉尼亚”级攻击核潜艇；第二阶段，再采购由英国设计、采用了美国零件和最新技术的新一代核潜艇——为“奥库斯”同盟上蹿下跳费力不少的英国，好歹也有了些收获。该阶段将在2030年底之前完成。
路透社报道，美国总统拜登13日将同澳大利亚总理阿尔巴尼斯、英国首相苏纳克在美国太平洋舰队所在地圣迭戈碰面，将进一步公布更详细的计划。
但报道承认，英美澳三方尽管在政治上达成了合作协议，但在具体落实方面的问题却一大堆。首先就是为澳大利亚建造的5艘“弗吉尼亚”级核潜艇从何而来？美国海军近年面临严峻的换装压力，大量建造于冷战期间的“洛杉矶”级攻击核潜艇接近寿命极限，同时还遭遇俄罗斯新一代攻击核潜艇在技术上的领先优势。为尽快实现攻击核潜艇舰队的更新换代，美国海军已经要求造船厂全速运转，勉强实现将每年建造1艘“弗吉尼亚”级核潜艇的速度提升到每年两艘。而要满足澳大利亚在2030年之前获得5艘核潜艇的需求，相当于每年又要多造一艘，这已经超过了当前美国海军造船厂的能力。
要么澳大利亚放弃2030年获得5艘核潜艇的计划，要么就是美国海军“舍己为人”，以放缓本国潜艇更新速度的代价，换取澳大利亚实现“核潜艇梦”。
其次，澳大利亚也面临建造并运营核潜艇的技术挑战。报道称，澳大利亚此前奉行无核政策，全国仅有一座小型核反应堆，每年只有5名专门研究核工程的大学毕业生。
除了核技术人才的极端短缺外，澳大利亚的潜艇人才储备也面临跟不上的问题。澳大利亚海军现役6艘老旧的“柯林斯”级常规潜艇即将退役，在新的核潜艇服役之前，如何保留这些专业人才是一个问题。何况每艘“弗吉尼亚”级核潜艇需要至少132名潜艇官兵，这也超过了当前澳大利亚的潜艇部队规模，这意味着未来澳大利亚核潜艇上很可能会采用与大批美国海军官兵混编的方式，才能保证核潜艇的正常运营。
至于说该项目需要的经费，那更是天文数字。据澳大利亚战略政策研究所估算，采购5艘在美国建造的“弗吉尼亚”级核潜艇，加上基础设施建设和培训等费用，将至少1000亿澳元。
澳大利亚国立大学国际安全和情报专家布拉克·斯兰德也认为，英美澳需要在政治、作战和工作层面上，进行空前紧密并互相信任的合作，澳大利亚才有可能如愿获得核潜艇——这背后的难度可想而知。
总之一句话，这个项目当前的现状是“理想很丰满，现实很骨感”。
碳纤维研究进展及发展现状
全球碳纤维分领域需求上升
碳纤维复合材料具有质量轻，强度高的特性，活跃在各种各样的用途上。包括用于追求轻且易用的高性能体育用品、追求在宇宙飞行用的轻量且高性能材料的航空航天飞行器，以及压力容器、汽车、风车、船舶、土木建筑等各种各样的一般产业用途。根据赛奥碳纤维技术统计，2018年全球碳纤维运用细分领域中风电叶片叶片和航天国防领域最多，分别达到22000吨、21000吨。而增长最为显著的是汽车零部件领域，2013-2018年需求复合增长率达到33%。
从全球市场看，2018年全球市场碳纤维需求为9.26万吨，预计在2020年全球需求将达到11.21万吨。
就需求结构而言，碳纤维材料总量一半以上应用在工业领域，风电叶片领域应用占比24%，航空航天领域应用占比23%，体育休闲领域占比15%，汽车工业领域占比12%，四者总计占比74%。其中，体育休闲用品所消耗的碳纤维呈逐年下降之势。
从产能的角度来看，全球碳纤维市场基本被日本和美国企业垄断。2018年世界碳纤维产能为15.5万吨。从地区来看，美国生产3.73万吨占24%，日本生产2.91万吨，占比19%，中国生产碳纤维2.68万吨，占比19%。
但是从企业来看，日本企业在全球小束丝碳纤维市场份额占到约58%，其中日本东丽占比27%、日本东邦占比18%、日本三菱占比13%;全球大束丝碳纤维市场集中度更高，基本被日本Zoltek和德国SGL两家控制(注：Zoltek2013年被东丽收购)，Zoltek全球占比49%，德国SGL全球占33%。
中国碳纤维处于产能扩张阶段
从整体供需状况上看，目前世界上碳纤维的主要消费地区仍然集中在美国、欧洲和日本。根据赛奥碳纤维技术统计，中国碳纤维需求量一直维持稳步上升趋势，2018年国内碳纤维市场需求为3.1万吨，同比增长32%，预计未来年复合增长率为12%，在2020年国内市场需求将达到3.89万吨。
目前国内T300级碳纤维性能达到国际水平，主要运用于航空航天及体育休闲等领域;T700级碳纤维已建成千万吨级生产线，低成本干喷湿纺T700级碳纤维已经实现规模化生产;中国首条千吨级T800原丝生产线由中复神鹰生产线2016年投产;但T800级以上的碳纤维国内企业还处于小规模试验，技术相对东丽还是存在较大差距。中国在T800级别以上的碳纤维生产中都还是处于小批量试验生产阶段，而国外的东丽公司已经实现了比较成熟的高模产品。中国碳纤维公司产能前三名是：中复神鹰、江苏恒神以及精密集团。
——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国碳纤维行业深度调研与投资战略规划分析报告》。
国产黑黄金走向量产，这意味着什么？
我国是最大的化学产品生产国和消费国。所有专业技术都继续突破障碍，如48K大丝束碳纤维，声音相对奇怪，但捕鱼杆较小，羽毛球壁球，大到飞机外壳，风电风扇叶有其图。这项技术只能依靠进口，现在我们在多年后改变了这种情况。 2021年1月4日，上海石化大丝束碳纤维项目正式开始，总投资35亿元。它被称为黑金束碳纤维，只有1/50的头发，密度不是四分之一的钢，但强度是钢的7倍，所以它被称为新的王材料。
一种由碳元素组成的特殊纤维。它具有高耐温性，摩擦，导电，导热率和耐腐蚀性，纤维柔软，可以加工成各种织物，因为沿着纤维轴优选石墨微晶结构，因此朝向方向高纤维轴。力量和模量。碳纤维很小，因此它高于强度和特定模具。碳纤维的主要用途是生产先进的复合材料，作为增强的材料和树脂，金属，陶瓷和碳。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其现有的工程材料中最高，而不是强度和特定模式。
有理由说，因为在全球各国之间的差距的背景下，大规模的碳纤维具有高的技术障碍，核心技术主要在美国，日本。据悉，在全球表格碳纤维市场，美国企业，日本公司占据了世界上市场份额的76％。?
当相关技术没有突破时，大约有大约70％的国家在中国投资的碳纤维。统计数据显示，我国的碳纤维需求达到37,800吨，占全球需求的34％，但我国内地地区的碳纤维能力仅为17.3％，产能利率小于50％。为了打破美国日本的垄断，国内生产大丝束碳纤维，以及我国的许多公司开始攻克。
用碳纤维材质的车为什么造价会那么昂贵？
从成分上看，碳纤维就是一种含碳量95%以上的材料，跟家里烧的炭没多大区别，但其结构与炭完全不同。这种材料是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌，然后碳化及石墨化处理而成。也就是说，这是一种完全由人工干预制造而成的无机物材料。
简单来说，碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得。原料不同，制作出来的碳纤维也完全不同，其中由聚丙烯腈纤维原丝制得的高性能碳纤维，其生产工艺较其他方法简单，产量约占全球碳纤维总产量的90%以上。
不同厂商生产的产品因为“编织”方法不同，碳纤维材质的性能也有所差异，由长纤维“编织”而成的材料则在轴向上有极大的可受力强度，垂向则不是很理想，适合用来做超高强度绳索。兰博基尼用的锻造复合材料（Forged Composite）使用的是短纤维为基体编织（没有明显纹理），所以各个方向可受力强度都很均匀，并且有弹性，适合用于制作座椅，Aventador J车型使用的一种全新碳纤维材质名为“Carbonskin”，是由浸泡在环氧树脂中的碳纤维提炼而成，其纤维结构更稳定，表面摸起来甚至有柔软的感觉。
总之，制造碳纤维就像织毛衣，不同方法、不同添加物，不同工艺织出来的造型、性能、以及应用都有极大差异。碳纤维可以用来做轻质的高强度覆盖件，同样也可以用来制作舒适度堪比沙发的超跑座椅。
为什么这么贵？
碳纤维的制备是一个系统工程，它包含一系列复杂的物理化学反应，一些反应的机理还未研究透彻，一些反应所需要的设备难以达到更高的要求，制备难度很高。特别是那些有不同结构、性能要求的部件，制作要求就更高，所以碳纤维汽车造价高的原因，除了高性能碳纤维（T1000）本身制作难度大外，根据不同要求进行定制化制造也算在成本之内。
国产的碳纤维制造技术一直处在受到外国封锁，虽然经过几代人的不断努力，但目前也只能生产T300/T800中低端型号（不计成本的军工制品除外），而拥有专利的日本/美国少数碳纤维制造公司目前在国际市场上也一直处在垄断地位，这也是高质量碳纤维价格居高不下的重要原因。
我国自主研发的大丝束碳纤维在沪投产，其质量如何？
中国是最大的化工产品生产国和消费国。所有专业技术仍在打破障碍，例如拉动48K大碳纤维，声音相对奇怪，但小鱼叉，羽毛球，大到可以射弹的地步飞机、风风机叶片拥有数量。这项技术只能依靠进口，多年后我们现在已经发生了变化。2021年1月4日，上海石化正式启动了碳纤维提取项目投资总额35亿元。黑金包装被称为碳纤维，头发只有1/50，密度不是钢的四分之一，强度是钢的7倍，所以国王被称为新材料。
由碳组成的特殊纤维。它具有高耐温度、摩擦性、导电性、导热性和耐腐蚀性，并且是柔软的纤维，可以在各种织物中加工，因为微水晶石墨是首选结构光纤轴的长度，因此朝向光纤轴的方向很高。强度和系数。碳纤维非常小，因此强度和模量高于特定的强度和模量。碳纤维的主要目的是生产先进的复合材料，例如：增强材料、树脂、金属、陶瓷和碳。碳纤维环氧树脂增强了复合材料，现有工程材料中的复合材料含量较高，没有特定的强度和图案。
有理由说，鉴于世界各国之间存在巨大的技术障碍，大规模碳纤维是主要存在于美国和日本的主要技术。据报道，以全球形式的碳纤维市场，美国公司占全球市场份额的76%。
当相关技术不发达时，约70%的国家在中国投资碳纤维。统计数据显示，中国对碳纤维的需求达到37800吨，占全球需求的34%，但其生产能力中国大陆的碳纤维仅占17.3%，利率不到50%。为了打破美国和日本的垄断，国内生产大量云端碳纤维，以及我国许多公司开始克服它们。
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