領(lǐng)域界定
復(fù)合材料是新材料領(lǐng)域的重要組成部分,與傳統(tǒng)材料相比,復(fù)合材料具有可設(shè)計性強、比強度比模量高、抗疲勞斷裂性能好、結(jié)構(gòu)功能一體化等一系列優(yōu)越性能,是其他材料難以替代的功能材料和結(jié)構(gòu)材料,是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)不可缺少的基礎(chǔ)材料,也是新技術(shù)革命賴以發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),復(fù)合材料已成為新材料領(lǐng)域的重要主導(dǎo)材料。
發(fā)展現(xiàn)狀
生產(chǎn)情況
復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展速度遠遠高于世界經(jīng)濟的增長速度,2009年全球復(fù)合材料/復(fù)合材料的產(chǎn)量約900萬噸,其中北美、歐洲和亞洲是3個最大生產(chǎn)和應(yīng)用地區(qū),全球樹脂基復(fù)合材料的年平均增長率在5%以上,其中亞太地區(qū)的增長率可達7%(中國約為9.5%,印度約為15%,歐洲和北美地區(qū)為4%)。
目前全球復(fù)合材料從業(yè)人員約45萬人,總產(chǎn)值約450億歐元。
我國2009年產(chǎn)量達323萬噸,已先后超過德國、日本而居世界第二位,并接近居世界首位的美國水平。
消費情況
技術(shù)裝備國內(nèi)復(fù)合材料裝備水平不斷提升,陸續(xù)建成一批具有國際先進水平的生產(chǎn)線。國內(nèi)現(xiàn)有纖維定長管、夾砂管及臥式貯罐生產(chǎn)線(含高壓管生產(chǎn)線)350條、纖維纏繞連續(xù)管生產(chǎn)線2條、離心管道生產(chǎn)線2條、兆瓦級風(fēng)機葉片制造廠家約50余家,SMC、BMC專用壓機200余條、拉擠成型生產(chǎn)線400余條、連續(xù)板材生產(chǎn)線110余條、噴射機580余臺、各類SMC水箱生產(chǎn)廠家數(shù)十個、各類拉擠生產(chǎn)廠家數(shù)十個,到2009年復(fù)合材料機械化成型比重已達66%。
原材料
復(fù)合材料用主要原材料已基本配套,玻璃纖維與樹脂的品質(zhì)不少已經(jīng)達到國際水準,價格具有競爭力。以玻纖為例,“十一五”以來,玻纖行業(yè)科技發(fā)展令人鼓舞,成效顯著。大型無堿池窯技術(shù)、純氧燃燒技術(shù)、在線短切、電助熔、6000孔大漏板、新型玻璃配方、自動化物流線、風(fēng)電用多軸向織物規(guī)模化生產(chǎn)、超細電子紗的規(guī)模化生產(chǎn)等一大批重要科技成就,極大地提高了行業(yè)技術(shù)水平和國際競爭力。其中,無堿玻纖池窯拉絲技術(shù)已經(jīng)達到國際先進水平,世界最大的年產(chǎn)12萬噸無堿池窯拉絲生產(chǎn)線在“十一五”期間建成投產(chǎn),具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備已在全行業(yè)普遍采用,并陸續(xù)出口。
發(fā)展趨勢
全球復(fù)合材料行業(yè)的重心正在從歐美發(fā)達國家轉(zhuǎn)向亞洲,亞洲復(fù)合材料產(chǎn)量高速增長是行業(yè)發(fā)展最明顯的趨勢之一,產(chǎn)量到2015年有望翻番,達800萬噸以上。預(yù)計亞洲在全球復(fù)合材料市場所占比重將從本世紀初的25%提升至2013年的51%。
隨著風(fēng)能和航空航天等高精尖技術(shù)的發(fā)展,復(fù)合材料在高附加值領(lǐng)域的應(yīng)用將更多。
中國將成為全球復(fù)合材料最活躍、發(fā)展最快的地區(qū)。未來幾年隨著中國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變、經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型以及國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,復(fù)合材料在中國將獲得更大發(fā)展。
印度在復(fù)合材料方面也蘊藏著不可忽視的增長潛力,汽車等應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展將帶動印度復(fù)合材料行業(yè)成長。
中東、馬來西亞、越南和印度尼西亞也是高增長潛力的國家和地區(qū)。
中國復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展趨勢將會呈現(xiàn)以下幾個特點:以碳纖維為主的高性能復(fù)合材料的發(fā)展將會加快;多工藝集成技術(shù)成為技術(shù)發(fā)展的必然;復(fù)合材料的設(shè)計技術(shù)和軟件將會得到提高;創(chuàng)新設(shè)計和使用將取代原來的“替代材料”的設(shè)計思想;低成本、低排放的制造技術(shù)將會得到重視;在設(shè)計、制造、使用等各個環(huán)節(jié),環(huán)保的思想和理念會得到廣泛認同。
主要問題
面向產(chǎn)業(yè)的集成技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展不足,新產(chǎn)品與新技術(shù)開發(fā)力度不夠。產(chǎn)品以中低檔制品居多,勞動密集型為主,增強材料以玻纖為主。
原輔材料系列化不足,部分高端品種仍較欠缺,突出的是CF、AF。國產(chǎn)纖維連續(xù)原絲氈工藝性能差。
先進裝備與自動化技術(shù)和國外的差距較大,先進裝備的開發(fā)能力較弱。
行業(yè)規(guī)范、標準化工作有待提高,復(fù)合材料設(shè)計技術(shù)水平存在很大差距。
企業(yè)管理水平、技術(shù)創(chuàng)新能力不高。行業(yè)內(nèi)低價惡性競爭已經(jīng)成痼疾,企業(yè)盈利能力偏弱,難以有充足的資金提升技術(shù)裝備水平。
發(fā)展趨勢和需求分析
“重點研究開發(fā)滿足國民經(jīng)濟基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高性能復(fù)合材料及大型、超大型復(fù)合結(jié)構(gòu)部件的制備技術(shù)”,已納入《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》制造業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料的優(yōu)先主題。
隨著我國加入WTO,一方面,在復(fù)合材料民品市場上國外生產(chǎn)原材料、設(shè)備及復(fù)合材料的跨國公司紛紛進入中國,為我國帶來了較先進的原材料、工藝技術(shù)及產(chǎn)品,另一方面,先進復(fù)合材料是航空、航天和國防工業(yè)的關(guān)鍵材料之一,西方發(fā)達國家對我國實行嚴格限制,只有通過自主創(chuàng)新解決。
《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》提出的單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20%左右、單位工業(yè)增加值用水量降低30%、大力發(fā)展可再生能源、建成30個10萬千瓦級以上的大型風(fēng)電項目、加快鐵路運輸、建設(shè)鐵路新線1.7萬km,加強水污染防治,到2010年城市污水處理率不低于70%,實施科技強軍等宏偉藍圖,為復(fù)合材料在節(jié)能、節(jié)水、水處理、風(fēng)電、環(huán)保、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用展示了可預(yù)見的巨大市場空間。
國家投資4萬億元,拉動經(jīng)濟、擴大內(nèi)需,推動經(jīng)濟平穩(wěn)較快增長的“國十條”措施,以及各地方政府及行業(yè)相繼出臺加大投資規(guī)劃,我國政府承諾“到2020年在2005年水平上削減碳密度40%~45%”,國家實施西部大開發(fā)發(fā)展戰(zhàn)略,加大基礎(chǔ)設(shè)施的投入,能源、交通、水利、建筑等新項目增多,給行業(yè)發(fā)展又提供了新的發(fā)展機遇。
發(fā)展目標
以自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新為動力,以企業(yè)為主體,以市場為導(dǎo)向,拓展復(fù)合材料在航空航天、交通運輸,風(fēng)電、新能源和可再生能源、海洋石油開發(fā)、智能電網(wǎng)建設(shè)等高端市場的應(yīng)用。
到2015年,“十二五”期間,每年保持9%的增長幅度,復(fù)合材料產(chǎn)量達到600萬噸,其中熱固性復(fù)合材料產(chǎn)量達到370萬噸,熱塑性復(fù)合材料用量達到230萬噸。
通過技術(shù)進步促進復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)升級,使我國復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)由生產(chǎn)大國向復(fù)合材料強國邁進。實現(xiàn)機械化成型設(shè)備整體制造水平達到世界一流水平,產(chǎn)品的機械化成型率達到75%以上,比“十一五”提高5~8個百分點;產(chǎn)品制造水平達到世界一流水平。
重點發(fā)展與基礎(chǔ)設(shè)施和建筑、能源及環(huán)保、交通運輸及航天航空等相關(guān)的復(fù)合材料系列產(chǎn)品及其裝備制造。特別注重新能源領(lǐng)域、海洋石油開發(fā)領(lǐng)域、電力建設(shè)領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域,以及碳纖維復(fù)合材料為代表的先進復(fù)合材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究與開發(fā)。
發(fā)展重點
基礎(chǔ)設(shè)施和建筑工程領(lǐng)域