碳纖維具有質(zhì)量輕且高強(qiáng)度的特征，85%以上之碳纖維是由聚丙烯腈制成。因?yàn)槠嚠a(chǎn)業(yè)對(duì)碳纖維的大量需求、大批量生產(chǎn)技術(shù)的成熟及成本的降低，預(yù)估至2022年生產(chǎn)量會(huì)急遽增長至14.27萬噸。碳纖維應(yīng)用的前四大領(lǐng)域?yàn)閮?chǔ)能、航太軍需、活動(dòng)休閑及汽車產(chǎn)業(yè)，分別占31%、22%、13%及11%;因?yàn)閷?duì)溫室氣體排放的要求，將來碳纖維于汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，預(yù)期將具有最高之成長率，因此碳纖維制造廠也積極與汽車制造商合作，以開發(fā)新產(chǎn)品及技術(shù)。
 

　　碳纖維簡介
 

　　碳纖維是把聚丙烯或石油、煤炭等的副產(chǎn)物瀝青加熱碳化處理而得的纖維，百分之九十以上的成分是碳原子，每一根纖維的直徑約5~10微米，碳原子晶體沿著纖維長軸方向排列，所以具有質(zhì)輕強(qiáng)度高的優(yōu)秀特征，同體積下，碳纖維的重量是鋁的二分之一，是鐵的五分之一，然而碳纖維的抗拉強(qiáng)度卻是鋼的十倍。碳纖維沿長軸方向的強(qiáng)度及彈性模數(shù)高，長期受力下不易發(fā)生潛變，而且具耐委靡性佳、熱傳導(dǎo)率高、摩擦系數(shù)小、潤滑性佳、熱膨脹系數(shù)小、耐腐蝕性佳、X-ray透過性佳、比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間等好處;但碳纖維的耐沖擊性較差，而且在強(qiáng)酸作用下會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，與金屬材料復(fù)應(yīng)時(shí)會(huì)發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕征象。
 

　　聚丙烯腈系碳纖維市場
 

　　2013年全球聚丙烯腈系碳纖維生產(chǎn)量約為4.90萬噸，到2014年時(shí)成長了約9.2%至5.35萬噸，相稱于1,653億日?qǐng)A的產(chǎn)值，而2015年全球的聚丙烯腈系碳纖維生產(chǎn)量，目前初估可成長10.8%到達(dá)5.94萬噸，日本富士經(jīng)濟(jì)推斷到2018年總生產(chǎn)量會(huì)達(dá)8.73萬噸，相稱于2,335億日?qǐng)A產(chǎn)值，至2022年因?yàn)槠嚠a(chǎn)業(yè)對(duì)碳纖維的大量需求及大批量生產(chǎn)技術(shù)的成熟、維護(hù)和成本的降低，聚丙烯腈系碳纖維生產(chǎn)量會(huì)急遽增長超過14.27萬噸。
 

　　碳纖維制造廠商現(xiàn)況
 

　　碳纖維的生產(chǎn)基地多位在美國及歐洲，重要是為供給Boeing和Airbus制造飛機(jī)所需，就近設(shè)廠以削減運(yùn)輸成本;Toray、TohoTenax及MitsubishiRayon為日商，所以在日本均設(shè)有生產(chǎn)基地;2013年Toray併購以生產(chǎn)大絲束碳纖維為主的美商Zoltek，但併購后仍維持Zoltek名稱販賣碳纖維;TohoTenax則于1999年被日本帝人公司收購，但也維持原有之TohoTenax名稱繼承制造販賣碳纖維。其中MitsubishiRayon及Cytec二家公司同時(shí)生產(chǎn)聚丙烯腈系及瀝青系碳纖維，其它則生產(chǎn)聚丙烯腈系碳纖維。
 

　　碳纖維于汽車產(chǎn)業(yè)之應(yīng)用
 

　　因?yàn)樘祭w維復(fù)合材的強(qiáng)度高，以往多用于賽車及高級(jí)跑車的車身結(jié)構(gòu)材，具有優(yōu)秀的珍愛性子。但近年因?yàn)闅W洲對(duì)二氧化碳排放量的強(qiáng)制規(guī)范，為求汽車輕量化，以削減廢氣排放量、減緩溫室效應(yīng)及地球暖化速度，各大汽車制造商正積極投入大量資源，研發(fā)并量產(chǎn)碳纖維于一樣平常大眾車的應(yīng)用上，例如BMWi8超級(jí)跑車及BMWi3小型電動(dòng)汽車的車體皆是使用碳纖維復(fù)合材料，其重量較一樣平常傳統(tǒng)鈑金車體削減了50%。