|
| |
| 碳纖維材料在汽車輕量化應(yīng)用方面前景可期 |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間：2014-02-25 10:59:29 瀏覽次數(shù)： |
|
| |
（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/劉莉）工信部在最新發(fā)布的《2013年石油和化學(xué)工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況》中要求，實(shí)施《加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)發(fā)展行動計劃》，加快建設(shè)碳纖維行業(yè)組織，推動碳纖維及其復(fù)合材料在航空航天、輸電電纜、風(fēng)電、汽車等重要領(lǐng)域的應(yīng)用。
碳纖維在汽車領(lǐng)域率先大步崛起
碳纖維在汽車領(lǐng)域異軍突起，得益于全球各大汽車企業(yè)對碳纖維輕量化部件的研究和應(yīng)用。據(jù)路透社報道，寶馬汽車公司（BMW）與汽車碳纖維生產(chǎn)商SGL Carbon （SGL）計劃投資逾1億歐元，以將合作生產(chǎn)的碳纖維產(chǎn)量從每年3000噸提高到6000噸，這項投資將使寶馬與SGL提高在德、美兩國的碳纖維產(chǎn)量，以用來滿足不斷增長的寶馬i系列電動汽車的市場需求，并同時應(yīng)用在預(yù)計將于明年底上市的寶馬7系車上，以減輕新型寶馬車輛自重并降低二氧化碳的排放量。分析人士指出，由于全球汽車企業(yè)，特別是豪華車企均紛紛看好碳纖維汽車，預(yù)計未來3—5年將成為碳纖維飛速發(fā)展階段，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈廠商盈利可期。
碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。與鋼鐵相比，其強(qiáng)度達(dá)到10倍，而重量僅為其四分之一。作為與樹脂一起燒結(jié)而成的復(fù)合工業(yè)材料，目前大多被應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身。通常情況下，車身自重約消耗70%的燃油，因此降低汽車油耗的首要問題就是減輕汽車自重。日本的碳纖維制造協(xié)會曾經(jīng)做過一個關(guān)于碳纖維生命周期的測試，采用碳纖維加固的汽車因減輕了自身重量，不僅燃料應(yīng)用效率極大提高，而且間接的降低二氧化碳排放。業(yè)內(nèi)人士指出，如果該材料用于汽車領(lǐng)域，燃效將提高至少4成，又因其極大地減輕了汽車自重，可有效降低二氧化碳排放量，是一種不可多得的環(huán)保新材料。
目前，碳纖維的最大缺點(diǎn)是價格相對昂貴，是鐵的數(shù)倍到數(shù)十倍，所以普及率低。東麗通過并購Zoltek，旨在開拓廉價碳纖維領(lǐng)域。在日本東麗的帶領(lǐng)下，全球第二大碳纖維廠商日本帝人和第四大廠商日本三菱麗陽也已經(jīng)開始擴(kuò)大產(chǎn)能，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在未來的5年，日本企業(yè)在碳材料領(lǐng)域有望進(jìn)一步擴(kuò)大優(yōu)勢。目前，日本三菱麗陽也計劃2014年度以后增加美國工廠的設(shè)備，將年生產(chǎn)能力在現(xiàn)有約1萬噸的基礎(chǔ)上增加20%，將面向作為主要客戶的寶馬擴(kuò)大供貨。而帝人則與美國通用汽車在碳纖維技術(shù)利用方面展開了合作，預(yù)計2014年將在美國新建工廠，并面向量產(chǎn)車供應(yīng)碳纖維。
業(yè)內(nèi)人士分析指出，碳纖維復(fù)合材料在汽車中應(yīng)用的前景可期，車用需求將有望顯著提升，特別是豪華車和超豪華車輛細(xì)分市場。目前，不少代工工廠不僅與一級供應(yīng)商合作，還與碳纖維制造商合作以便制造可用的零部件。如贏創(chuàng)同江森自控、雅各布塑料（Jacob Plastic）以及東邦特納克斯（Toho Tenax）共同研發(fā)碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）輕質(zhì)材料；荷蘭皇家曇卡草坪（TenCate）與日本東麗達(dá)成了長期供應(yīng)協(xié)議；東麗與戴姆勒（Daimler）達(dá)成共同研發(fā)協(xié)議，為梅賽德斯—奔馳研發(fā)CFRP部件。因?yàn)樾枨笤黾?，各大碳纖維廠商正加緊研發(fā)，碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)在近期或?qū)⒂行碌耐黄啤?br />
各大車企力爭將碳纖維材料用于量產(chǎn)車
SGL Carbon是世界上最大的碳和石墨產(chǎn)品生產(chǎn)商，在汽車零部件供應(yīng)領(lǐng)域具有重要的戰(zhàn)略地位，該公司在美國西雅圖擁有一家生產(chǎn)碳化纖維的合資公司。在2011年11月，寶馬汽車在繼其競爭對手大眾汽車收購SGL Carbon 8.18%股權(quán)后，宣布購入SGL Carbon15.16%的股份，在之后不足一個月的時間內(nèi)，寶馬又再度增持SGL Carbon15.7%的股份。
2012年12月，寶馬公司宣布聯(lián)手美國波音航空公司共同開發(fā)碳纖維技術(shù)，分別用于各自的汽車和航空制造行業(yè)。2013年11月，美國 《商業(yè)周刊》有報道稱，寶馬公司在美國華盛頓州再度投資1億美元用于生產(chǎn)該公司電動車的碳纖維材料。該報道顯示，寶馬公司投資生產(chǎn)的碳纖維材料不僅可減輕寶馬電動車自重，而且可實(shí)現(xiàn)一次充電即可運(yùn)行比過去更遠(yuǎn)的行駛里程數(shù)。數(shù)據(jù)顯示，寶馬公司去年11月份上市的i3已經(jīng)吸引了超過11000份訂單，而將于今年中旬推出的i8插電式混合動力跑車的第一批訂單也已被搶購一空。
目前，美國通用汽車正在力爭將碳纖維用于量產(chǎn)車上。據(jù)東麗經(jīng)營研究所統(tǒng)計數(shù)據(jù)，碳纖維的全球市場需求在2011年約為4萬噸，其中用于汽車的碳纖維為2000噸左右。而這一數(shù)字自2015年左右起將不斷擴(kuò)大，到2020年代將達(dá)到數(shù)萬噸。
瑞典沃爾沃已成功研發(fā)出基于S80打造出一臺采用新蓄電材料的原型車。這種蓄電材料是由多層的碳纖維以及樹脂聚合物構(gòu)成，每一夾層中又有納米結(jié)構(gòu)的電池以及電容。用超級電容器板替代發(fā)動機(jī)蓋和扭力桿的組合，這樣一來，沃爾沃的工程師就能夠替換掉為車載電子供電的12伏電池，同時把重量減半。目前，沃爾沃已經(jīng)在該車車身的發(fā)動機(jī)蓋以及后尾箱蓋都使用了這種新的碳纖維電池材質(zhì)，跟傳統(tǒng)電動車相比，不僅減輕了蓄電池的重量，而且碳纖維也增強(qiáng)了車身的剛性。
亞洲市場方面，日本東麗、豐田和東京大學(xué)等已經(jīng)在聯(lián)手開發(fā)全面采用重量輕、強(qiáng)度高的碳纖維汽車，推進(jìn)加工技術(shù)等的研究，預(yù)計最早到2020年，重量減輕6成、安全性更高的新能源汽車將全面投入實(shí)際應(yīng)用。據(jù)日經(jīng)新聞報道，日本東麗集團(tuán)于去年9月斥資近700億日元，收購了世界碳纖維排名第三的美國卓爾泰克公司（Zoltek），東麗藉此一躍成為全球最大的碳纖維供應(yīng)商，將產(chǎn)品全球份額提高到30%，繼續(xù)確保市場份額占絕對優(yōu)勢。
寶馬計劃兩年內(nèi)發(fā)布全碳纖維方向盤
更加令人期待的消息是，碳纖維很快就能應(yīng)用于汽車與大眾見面。據(jù)海外媒體報道，寶馬正在專注于輕量化部件的研發(fā)工作，如果進(jìn)展順利，寶馬將會在兩年內(nèi)發(fā)布全碳纖維方向盤。
據(jù)最新消息，除了全碳纖維方向盤，寶馬還在嘗試研發(fā)由碳纖維和鋁合金材質(zhì)打造的輕量化輪圈，這種全新輪圈將會比常規(guī)鋁合金輪圈的重量輕25%左右。
CFRP基礎(chǔ)材料
歡迎進(jìn)入【粉體論壇】討論
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
