复光新材(材料之光光威复材)
复光新材(材料之光光威复材)碳纤维如下图所示:碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa,亦高于钢。因此碳纤维复合材料的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。首先是要了解一下碳纤维复合材料这个行业的基本情况,以便后面对公司进行进一步的分析:什么是碳纤维复合材料(CFRP,CarbonFibre Reinforced Plastics)?碳纤维是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性。
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2022年三月四日,两会召开,对于我们投资者而言,眼光也需要回到两会关注的领域,本次我还是会优先关注硬科技和制造业板块。
今次准备学习研究的是碳纤维领域的龙头——光威复材。
首先是要了解一下碳纤维复合材料这个行业的基本情况,以便后面对公司进行进一步的分析:
什么是碳纤维复合材料(CFRP,CarbonFibre Reinforced Plastics)?
碳纤维是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa,亦高于钢。因此碳纤维复合材料的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。
碳纤维如下图所示:
白色的为碳纤维原丝,黑色的为碳纤维成品
碳纤维的生产工艺复杂,从碳纤维纺丝、预氧化、碳化到复合材料成型再到终端的应用需要经历复合且很长的过程。碳纤维产品的生产工艺流程图如下所示:
第一步:原丝
原丝生产按照聚合和纺丝的连续性主要分为一步法和两步法,按照纺丝方法主要分为湿法纺丝和干湿法纺丝。
第二步:碳化
碳纤维的用途
碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合,制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度、比模量综合指标,在现有结构材料中是最高的。
碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天、风电叶片、汽车、体育休闲、混配模成型、电缆芯、建筑建材、压力容器、船舶、碳碳复材、电子电器等多个领域。
比如:F1(世界一级方程锦标赛)赛车,车身大部分结构都用碳纤维材料。顶级跑车的一大卖点也是周身使用碳纤维,用以提高气动性和结构强度。
碳纤维产业链
从产业链图上可以看出,按照原料分类,碳纤维可以分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和胶黏基碳纤维。
分类 |
优势 |
劣势 |
应用现状 |
PAN基 |
PAN为前驱体碳化后得到,生产工艺难度低,品种多,价格适中 |
/ |
已经成为碳纤维主流产品 |
沥青基 |
导热性高,拉伸模量高,抗冲击性强 |
制作工艺复杂,成本高 |
目前规模较小 |
粘胶基 |
开发早,耐温性高 |
碳化收率低,技术难度大,设备复杂,成本高 |
主要用于耐烧蚀材料、隔热材料 |
不同型号、品种、领域的碳纤维价格差异巨大,航空航天用碳纤维价格高于其他领域用碳纤维,而航空航天领域中,军用航空价格又高于民用航空。造成价格差异的主要原因在于碳纤维拉伸强度/拉伸模量越高,性能越好。近年随着碳纤维产量逐渐提升,慢慢也开始往民用领域扩展,所以整个碳纤维产业的毛利率开始下降:
碳纤维行业中位数毛利率
以日本东丽为例,东丽的碳纤维产品编号有T300、T800、M30等多种,其中T表示强度,M表示模量。强度上,T后缀的数字越大代表产品的强度越大,因此强度是T300 < T600 < T700 < T800 < T1000 < T1100 ;模量上,M后缀的数字越大代表产品的模量越大,因此模量是M30 < M40 < M46< M50 < M60 < M65。
光威复材主要产品的对比表如下:
产品型号 |
对应级别 |
工艺 |
备注 |
GQ3522 |
T300级 |
湿法工艺 | |
GQ4522 |
T700级 |
湿法工艺/干湿法工艺 | |
QZ5526 |
T800级 |
湿法工艺/干湿法工艺 | |
QZ6026 |
T1000级 |
湿法工艺 | |
QM4035 |
M40J级 |
湿法工艺 |
MJ是针对M系列改进拉伸和压缩强度等性能后的型号 |
QM4050 |
M55J级 |
湿法工艺 |
如下表所示,军用航空领域碳纤维预浸料的价格可达 5000-7000元/千克,民用航空碳纤维预浸料的价格为2500-3000元/千克,而体育休闲、风电叶片、工业领域用碳纤维的价格仅为80-140元/千克。
应用领域 |
对应碳纤维材料 |
丝束大小 |
价格(元/千克) |
国防军工、航天 |
T1000、T800、T300、M系列高模 |
3K、6K、12K |
1000-10000 |
民用航空 |
T800、T300 |
3K、6K、12K |
800-1500 |
通用飞机、无人机 |
T700、T300 |
3K、6K、12K |
500-600 |
体育、建筑补强 |
T700、T300 |
12K |
100-140 |
风电 |
T300 |
>24K |
80 |
轨交汽车、电缆芯 |
T700、T300 |
12K、24K |
100-140 |
(丝束代表着每一束碳纤维中包含多少根纤维。东丽公司丝束通常在1000到48000根每束)
To Be Continued(未完待续……)
重 要 声 明
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