东华大学材料学院东华大学材料学院余木火教授团队全面解读：高性能性纤维与复合材料

高性能纤维，包括碳纤维、对位芳纶、间位芳纶、高强高模聚乙烯纤维等。，在过去的几十年里一直是全世界研究开发和生产武器装备不可缺少的国家战略物资，也是国家实力的标志之一。它是低碳、先进制造业轻量化、防腐蚀等科技进步的共同核心技术，是国家制造业和低碳经济的核心竞争力之一。
一个
发展高性能纤维及其复合材料的意义
高性能纤维及其复合材料因其高强度和小比重而被用于国家安全、航空空航空航天和海洋开发。新一轮武器装备研发对高性能纤维及其复合材料提出了新的要求。高性能与结构功能一体化是高性能纤维和复合材料的重要发展趋势。
随着中国实力的增强，新一轮武器装备竞赛的序幕已经拉开。美国、中国、日本、欧洲、俄罗斯等。设立了超高性能纤维、结构功能一体化纤维等专项，解决超高强度纤维、高模量纤维等关键问题，特别是纤维学科与纳米化学、凝聚态物理、电磁波和仿生结构R&D团队，有望为高性能纤维及其复合材料的制备带来新的理论和技术

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2
碳纤维复合材料是制造轻量化的核心
碳纤维复合材料不再仅仅是国防战略材料，轻质碳纤维复合材料技术是低碳经济和先进制造业的核心竞争力；轻量化技术可以提高运输工具的能源利用率，减少排放，提高科技水平；可以降低运动部件的惯性，提高运动速度，提高精度，降低噪音，降低能耗，提高机械设备的科技水平；高性能纤维及其复合材料具有良好的耐腐蚀性能，可提高海洋、化工、石油、建筑等领域建筑物和设备的耐腐蚀性能，延长使用寿命，提高竞争力。
特别是经过50多年的发展，碳纤维复合材料正在发展成为低碳经济和轻量化制造业的核心技术。为此，近十年来，发达国家积极调整发展战略，将发展碳纤维复合材料作为振兴制造业、提升国家制造业核心竞争力的重要途径。

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几十年来，日本、美国、欧洲等发达国家在全球航空空航天等高端领域一直引领碳纤维复合材料制造和应用的发展。2014年，德国宝马与SGL、巴斯夫等产业链企业共同攻克了碳纤维在汽车上的应用技术，建立了完整的供应链体系，率先实现了碳纤维在量产车型上的应用，拉开了碳纤维复合材料在制造业大规模应用的序幕。
美国、日本、法国、意大利、英国、中国、韩国等国立即意识到制造业的轻量化技术革命即将到来，将轻质碳纤维复合材料在制造业的大规模应用列为制造业振兴的核心竞争力，迎来了工业碳纤维的快速发展。

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三
碳纤维复合材料在世界上的应用
全球工业碳纤维复合技术不断完善，行业发展迅速；高性能纤维制造技术先进，规模扩大，成本降低；随着复合材料成型和设备技术的不断进步，一批新的快速成型技术和自动化批量生产设备应运而生，为高性能纤维及其复合材料在制造业的大规模应用奠定了基础。高性能纤维，特别是碳纤维、芳纶纤维、高强度聚乙烯纤维等。，在产业链技术上不断完善，规模不断扩大，成本不断降低，为其在制造规模上的应用奠定了经济可行性基础。
碳纤维复合材料成型技术不断完善，低成本自动化大批量生产技术和设备不断涌现。生产节奏可高达1-3分钟/件，仍有很大的进步潜力，为制造业大规模应用奠定了技术可行性基础。2016年全球碳纤维复合材料产值将超过200亿美元，预计到2020年将达到357亿美元(预计2020年铝合金达到1260亿美元，聚酯达到364亿美元)。