碳纤维:挑战、机遇和未来

碳纤维是由长链的碳原子组成的簇，被称为“纤维”。75%的碳纤维是由碳原子制成的，而剩下的25%是在制造过程中与碳结合的其他元素的混合物。其他元素包括氧、氢、氮和硫——所有这些都可以在制造过程中被去除。

碳纤维可分为两类;单面和多侧面。单面纤维只有一个纤维层，而多面纤维有多个纤维层，增加了强度。碳纤维的强度取决于它的制造方式和使用的类型。

碳纤维是一种专利产品，用于生产强度极高、重量轻的复合材料。这些材料比铝或钢等传统金属更坚固、更轻，这使它们成为航天建筑的理想材料。碳纤维还具有优良的强度重量比，使其成为其他行业的首选材料，包括体育用品、造船、军事装备制造、执法装备和医疗设备。

近年来，碳纤维复合材料以其轻质、高强的性能为社会做出了巨大的贡献。虽然碳纤维是在各个行业都有许多应用的优秀产品，但这一不断发展的科学领域仍有一些挑战需要解决。

碳纤维市场目前面临的挑战包括:

• 低价格。在过去的几年里，市场一直供过于求，这导致了世界范围内价格的显著下降。因此，纤维生产商难以盈利。


• 对碳纤维面料的服装和纺织品缺乏兴趣。传统上，碳纤维织物被广泛用于高性能的运动服装，如自行车衬衫和跑步夹克，因为其固有的特性，使其透气和轻便。然而，最近服装设计师已经不再使用这些类型的面料，因为它们在休闲服装或日常生活中被认为不够灵活。


• 航空航天工业需求减少。碳纤维由于其轻质和强度性能，是高性能飞机的普遍选择。然而，自从经济衰退以来，私人飞行(即私人飞机)变得不那么流行了。因此，飞机对碳纤维的需求也明显减少。

然而，尽管目前碳纤维市场面临着这些挑战，但由于以下几个关键因素，预计碳纤维市场将在未来几年内显著增长:

• 电动汽车行业的快速增长和对轻量化汽车的持续需求。随着碳纤维技术的好处得到越来越多的认可，它在电动汽车行业的应用也越来越多。


• 具体来说，碳纤维复合材料的使用使得前后保险杠、格栅和扰流板等部件的重量显著降低。因此，保时捷等主要汽车制造商正在改变生产线，将碳纤维技术应用到汽车中。


• 与此同时，预计电动汽车的需求也将大幅增加，因为美国政府预计将要求2017-2025年购买的所有乘用车每充电一次可行驶100英里以上。