汽车电子展|碳纤维：飞行汽车轻量化关键材料，布局龙头全梳理

当前，低空经济加速爆发，飞行器减重成为关注热点。

碳纤维材料是飞行器轻量关键赛道，碳纤维材料具有轻质坚固且高强高弹性和耐高温等特性，有望成为低空经济上游原材料核心增长点。

碳纤维材料被誉为“新材料之王”，其生产流程独特且高精密，在1000-3000°C高温惰性气体环境里，由有机纤维如聚丙烯腈(PAN)、沥青或粘胶等转化而来，其直径在5-10微米之间，含碳量高达90%以上。

根据裂解碳化后形成碳主链结构。这种含碳量超过90%的无机高分子纤维，是目前最轻的无机材料之一。

汽车电子展了解到，碳纤维材料在航天工程、军用、电力能源、文体用品、车辆以及建筑加固等众多领域都有广泛运用。

做为独立的非金属材料来讲，碳纤维材料适用场景较为有限，但在复合材质中发挥重要的作用。

复合材质是通过两种或两种以上的原材料根据特定复合工艺而获得的新型材料，不仅保留了原来组分的关键特点，更通过协同作用获得原成分所无法比拟的非特异能。

汽车电子展了解到，碳纤维是复合材质极为重要的细分行业，一般以树脂碳纤维材料形式出现，在复合材质具有增强体的角色。以碳纤维材料为增强纤维，结合碳或碳化硅等基体，根据化学气相沉积或液相浸渍等工艺，能够形成各种复合材质，如碳/碳复合材料、碳/陶复合材质等。

由碳纤维复合材料制作而成的零配件品质仅是传统式铝材质的15%-30%，具有显著的轻量优点。能够用不同的加工方法，产生碳纤维编织物、碳纤维预浸料、碳纤维材料拉挤板等产品。

根据纤维数量的不同，碳纤维材料可以分为大丝束和小丝束。

通常情况下，丝束总数小于24K的碳纤维材料被称为小丝束，而24K以上的则为大丝束。

小丝束以其优异的性能，广泛应用于国防军工、航天工程等行业；但大丝束则以其成本低，广泛应用于工业应用。

从产业链角度来说，碳纤维材料全产业链包括了从生产提炼到最后成形的全流程。

产业链上游企业从石油、煤炭、天然气等化石能源中提炼丙烯，根据氨氧化反映获得丙烯腈，丙烯腈根据聚合和纺丝工艺制作成聚丙烯腈（PAN）原丝，这是碳纤维材料制备的关键前驱体。

汽车电子展了解到，产业链中下游的厂商接过PAN原丝，进行预氧化处理，使其转化为耐热梯形结构。经过低温碳化和高温碳化，PAN原丝逐渐转化为具有乱层石墨结构的碳纤维。

这中游环节中，制备高质量的PAN原丝是获得高性能碳纤维的前提条件。

碳纤维的制备过程中，氧化炉和碳化炉是核心设备。

氧化炉用于将PAN原丝转化为耐热梯形结构，而碳化炉则负责在高温下将原丝中的非碳元素逐渐排除，最终得到含碳量超过99%的高性能碳纤维。

文章来源：足球万事