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碳素材料发展现状

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碳工业属于基础原料工业,是国民经济发展不可缺少的产业。虽然中国现在是碳产品的主要生产国和出口国,但高端产品在国际市场上很难有发言权,在某些领域很难有高科技的碳产品和特殊的碳产品。中国与碳大国之间仍有差距。下面是对碳材料发展现状的分析。

碳材料的发展表明,我国经济增长呈上升趋势。在这样的环境下,碳产业发展迅速,逐渐成为我国主要的经济支柱产业。然而,目前碳材料的发展遇到了瓶颈,尽快恢复工业发展的动力已迫在眉睫。

碳是自然界中最密切相关和最重要的元素之一。它具有sp、sp2和sp3杂交种的各种电子轨道特性。另外,SP2的各向异性导致晶体的各向异性和其他排列的各向异性。因此,以碳为唯一组成元素的碳材料具有多种性能,并不断发现和制造出新的碳相容性碳材料。事实上,没有一种像碳这样的单一元素能形成三维金刚石晶体、二维石墨层、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等结构和性能完全不同的物质。

从2017年到2022年,中国石墨及碳产业市场发展状况及投资前景预测报告显示,碳材料已成为世界上大规模开发应用的首选高性能材料。传统的碳材料是人造金刚石和耐高温石墨材料,而新世纪最引人注目的新型碳材料是碳纤维复合材料和石墨烯材料。碳纤维具有高强度、高模量、低比重、耐高温、耐疲劳、导光、易加工等优良性能。它们正在逐步取代传统材料,广泛应用于航空航天和军事领域,并开始渗透到国民经济和人民生活的各个方面。”碳纤维复合材料是高端应用,代表了一个国家的整体科技水平和工业化水平。最重要的应用是在航空航天等高端领域,至少有20到30年的发展空间。”业内人士表示,如果在飞机制造中使用碳纤维增强复合材料,与目前的铝相比,它将减掉20%到40%的重量。合金,节能效益显著。

由于碳产品短缺,产品利润率高,碳企业的经济效益普遍乐观。碳制品过去被称为“黑金”。碳企业,如春雨过后的蘑菇,在全国迅速发展到近400家。但有近400家碳企业,其中只有40多家拥有配套工艺,规模较大。但在40多家碳公司中,只有两家拥有超过5万吨的主导产品。从碳材料的发展现状可以看出,整个碳产业中有许多中小型企业,规模小,难以形成有效的竞争力。以石墨电极为例,我国近400家碳企业的产量已达到45万吨,是需求量的两倍多。2002年,33家碳统计企业生产石墨电极2.237亿吨。还有一些没有统计的企业生产了约20-3万吨石墨电极和约2万吨进口石墨电极。国内生产和进口石墨电极总资源27万吨。2002年,石墨电极的表观消耗量约为18万吨。它远远大于需求。由于供需矛盾,碳企业的市场竞争日趋激烈,甚至出现了价格竞争和无序竞争的局面。市场难以控制,使碳工业的整体效益遭受巨大损失。

为满足市场需求,近年来,我国碳企业在产品结构调整方面做出了巨大努力。1997年,我国生产超高功率石墨电极55万吨,占石墨电极总量的2.5%;2002年,我国生产超高功率石墨电极2340万吨,占石墨电极总量的10.4%,比上年提高7.9个百分点。比1997年还要多。1997年,我国生产大功率石墨电极6.1万吨,占石墨电极总产量的28%;2002年,我国生产石墨电极8.51万吨,占石墨电极总产量的38%,比1997年提高10个百分点。虽然我国碳工业产品结构调整迅速,但市场所需的大尺寸、超高功率石墨电极仍需进口和补充。也许,中国的碳工业应该继续加快产品结构调整的步伐,努力生产大型超高功率石墨电极,以满足国内大型电炉生产的需要,减少进口。企业如果不适应市场,就很难生存和发展。中国的碳企业要加快适应市场的步伐,不断增强自身实力,积极参与市场竞争。这是中国发展碳材料的途径。

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