新材料对土木工程的影响

新材料对土木工程的影响内容摘要：

优良性能。 按原料分碳纤维可分为粘胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维（ PAN 基碳纤维）和沥青基碳纤维，目前世界各国发展的主要是 PAN 基碳纤维和沥青基碳纤维。 日本是全球最大的碳纤维生产国， 2020年日本东丽 (Toray)公司碳纤维生产能力达 7300吨 /年，东邦公司(TohoTenax)拥有 5600吨 /年的生产能力，三菱人造丝 (Rayon)有 4700吨的年产量，这 3家公司碳纤维的总销售份额约占全球小丝束市场的 75%。 从 2020年起，碳纤维市场突然紧缺，出现了供不应求局面，价格随之急剧上涨。 碳纤维需求扩大的背景包括两个方面：一是越来越多的民用飞机制造商将碳纤维作为机体材料；二是碳纤维在风力发电、液化气罐、自行车、体育用品等领域的用途正在逐渐扩大。 随着航空航天、体育休闲和工业应用对碳纤维的需求大幅度增加，全球碳纤维市场正以平均每年两位数的速度快速增长。 综合产能和需求变化，全球碳纤维行业在未来几年中 仍可维持两位数的增长，且供小于求。 尽管我国碳纤维生产发展缓慢，但消费量却与日俱增，市场需求旺盛，主要集中在文体用品和航空航天方面，一般产业需求增长也比较迅速。 近年来，随着市场需求的增加，特别是国防、军工、航天航空、体育用品方面的需求增加，每年主要依靠从国外进口碳纤维以满足要求，据统计 19962020年国内碳纤维消费年均增长率超过 20%， 2020年国内的市场需求量约为 3500t/a，主要依靠进口。 目前，碳纤维已被列为国家产业化纤行业重点扶植的新产品，国内已有多家企业拟建或正在建设碳纤维生产装置。 2020年安徽华皖集团的 PAN 基碳纤维项目的建成投产，填补了我国 PAN 基碳纤维工业化生产的空白。 我们预计摆脱了国外原丝控制的中国碳纤维行业将迎来飞速的发展。 [3]复合超硬材料行业发展概况及预测分析 复合超硬材料 行业发展前景较为乐观 复合超硬材料是迄今为止硬度最高的新型复合材料，与硬质合金等传统材料相比具有硬度更高、耐磨性能更好、导热性能更高、加工性能更 好等优势，广泛应用于机械、冶金、地质、石油、煤炭、石材、木材、建筑、汽车、家电等传统领域，电子信息、航天航空、国防军工等高技术领域。 随着现代技术的发展，在工业生产和日常生活中出现了强度和硬度更高的产品，必须有更硬、更强的材料来加工这些产品，因此，复合超硬材料行业的发展前景较为乐观。 （ 1）材料特性突出，生产工艺成熟 复合超硬材料 属于特点极其显著的工业生产和加工所 需的新型材料，功能独特，硬度极大，难以被其他材料所取代。 此外，复合超硬材料的生产工艺和流程已经较为成熟，我国的技术、装备水平的发展已经有能力制造相关复合超硬材料产品，大规模生产复合超硬材料以满足下游工业企业的使用需求具有较高的必要性和切实的可行性。 （ 2）下游需求旺盛，市场空间相当可观 我国政府提出当前经济发展的策略重点在于要优化产业结构、提高效益、降低消耗、保护环境，科学、全面、协调和可持续的发展，国内生产总值 2020 年要比 2020 年翻两番，国民经济发展势头正猛。 嫦娥登月、大飞机制造、西气东输 、南水北调、城镇化建设、促进经济增长的 4 万亿投资计划等项目的实施也预示着我国宏观经济和制造业发展空间仍然巨大。 从用户行业的发展情况看， “十一五 ”期间，我国原油产量将进入稳定增长期， 2020 年中国石油产量已达到 ；建筑施工面积从 2020 年到 2020 年翻了一番多，大理石花岗岩板材产量 2020 年到 2020 年翻了一番多，金属切削机床产量从 2020年到 2020 年增长了 72%，磨床产量增长了 40%，汽车、发动机、轴承产量增长了 倍。 （ 3）对传统超硬合金材料替代优势明显，未来发展前景 广阔 复合超硬材料是迄今为止硬度最高的新型复合材料，与硬质合金等传统材料相比具有硬度更高、耐磨性能更好、导热性能更高、加工性能更好等优势，使其在使用寿命、加工质量和加工效率等方面表现优异，大大超过传统硬质合金材料。 同时，复合超硬材料作为硬质合金的替代材料，还具有原料丰富、节约能源、促进加工行业产业升级的优势。 例如每只拉丝模金刚石聚晶材料可平均节约 100只硬质合金。