碳纖維在高鐵上的應用如何？碳纖維材料在高速列車的應用前景分析

• 2021年11月9日 GuoMeng來源：互聯(lián)網(wǎng) 293 11
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隨著軌道交通裝備的設計要求不斷提高，要求減少重量、節(jié)省能耗來提高列車的整體性能，因此開展關于軌道交通車輛輕量化的研究有著重要的經(jīng)濟意義。碳纖維復合材料在眾多領域有著成熟的應用，擁有優(yōu)異的輕量化、高強度、高耐候等綜合性能，同樣也成為實現(xiàn)軌道交通車輛輕量

碳纖維在高鐵上的應用如何？

隨著軌道交通裝備的設計要求不斷提高，要求減少重量、節(jié)省能耗來提高列車的整體性能，因此開展關于軌道交通車輛輕量化的研究有著重要的經(jīng)濟意義。碳纖維復合材料在眾多領域有著成熟的應用，擁有優(yōu)異的輕量化、高強度、高耐候等綜合性能，同樣也成為實現(xiàn)軌道交通車輛輕量化目標的最佳選擇。

在中國碳纖維行業(yè)發(fā)展過程中，國家給予了大力支持，極大地促進了碳纖維行業(yè)發(fā)展。企業(yè)和投資機構也紛紛看好碳纖維行業(yè)的發(fā)展前景，各路資本的大量涌入，為碳纖維行業(yè)帶來了刺激效應，使其呈現(xiàn)出前所未有的新熱點和新動態(tài)。同時，碳纖維行業(yè)應用領域廣闊，其并購需求和活躍度也十分明顯。預計2020年國內(nèi)碳纖維的需求達33000噸，國內(nèi)對應碳纖維材料市場規(guī)模增長至727億元。

據(jù)了解，碳纖維復合材料在軌道列車上的專利主要集中在車體、轉向架、車外設備、內(nèi)裝四個方面。其中車體和轉向架的開發(fā)和應用專利比較多。相關數(shù)據(jù)顯示，到2025年，中國高鐵里程將超過3.8萬公里，且現(xiàn)役的高鐵列車超過了2500輛。列車的節(jié)能性、環(huán)保性、舒適性、便利性已成為高鐵列車未來的發(fā)展方向。而碳纖維因其優(yōu)秀的性能越來越受到軌道車輛研制企業(yè)的關注及采用，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

據(jù)中研普華研究報告《2021-2025年碳纖維材料在高速列車的應用前景分析報告》分析

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。可分為PAN基，瀝青基，粘膠基碳纖維，PAN基是當今世界碳纖維發(fā)展的主流，占碳纖維市場的90%以上。碳纖維是由有機纖維經(jīng)碳化和石墨化處理而得到的微晶石墨材料，碳纖維具有輕質(zhì)、高強、耐高溫、耐疲勞、抗腐蝕、導熱和導電等特性，是一種力學性能優(yōu)異的新材料。碳纖維除了應用在航空航天等高技術領域外，還可用在文體用品、紡織機械、醫(yī)療器械生物工程和運輸車輛等方面。目前，碳纖維材料在高速列車上的應用還有一定的局限性，大多數(shù)產(chǎn)品仍處于研究開發(fā)階段，僅部分產(chǎn)品得到實際應用，因此，應用前景非常廣泛。

碳纖維材料在高速列車的應用前景分析

當前，中國的高鐵建設正處于繁榮時期，通過多年的努力和積淀，中國已全面掌握高速鐵路的核心技術，行業(yè)總體水平已躋身于世界先進行列。交錯密布的軌道上，高鐵風馳電掣般的“中國速度”代表著“中國制造”已經(jīng)走在自主知識產(chǎn)權引導發(fā)展的道路上。在此過程中，碳纖維新材料的運用不僅推動著高速列車行駛的輕量化，也將帶動高鐵制造業(yè)實現(xiàn)全新的變革，進一步提升“中國速度”。

在高鐵制造對碳纖維表現(xiàn)出明顯需求態(tài)勢時，不少碳纖維加工制造企業(yè)也及時瞄準了高鐵這一市場，主動對接產(chǎn)業(yè)。碳纖維原絲是在2000-3000攝氏度的高溫中預氧化、碳化而成的，能夠耐高溫上千攝氏度。但是在具體的應用中，碳纖維原絲主要是以碳纖維復合材料的形式出現(xiàn)的，因此，必須使該復合材料在發(fā)揮原絲優(yōu)異性能的同時，還兼具其它方面的特性，以達到高鐵環(huán)保、安全等方面的高標準。

碳纖維復合材料用于司機室的制作，與傳統(tǒng)材料相比，可以實現(xiàn)減重30%的目標，并且噪音和振動的問題也得到有效地改善。除此之外，碳纖維鋁蜂窩夾芯結構用于列車的車體制作，與傳統(tǒng)鋁合金車體相比，車體外殼的總質(zhì)量可以降低40%，這對于實現(xiàn)汽車輕量化、提高列車運行速度有著很好的優(yōu)勢，經(jīng)過測試，車體的靜強度疲勞強度、防火安全性、模態(tài)特性等各項性能指標也能完全滿足設計要求。

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  2021-2025年碳纖維材料在高速列車的應用前景分析報告

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