碳纤维是一种由碳原子组成的复合材料，它给航空航天、汽车、体育用品和可再生能源等行业带来了革命性的变化。高模量碳纤维因其出色的机械性能，进一步拓展了这种材料的潜在应用领域。

近日，由湘潭高新区企业湖南双环纤维成型设备有限公司研发的碳纤维硬毡湿法成型装备，今天交付用户。该装备生产工艺打破国外封锁，填补国内空白，标志着我国碳纤维硬毡进入自动化生产时代。

碳毡（CF）应用领域广泛 我国研究取得新进展

碳毡（CF）又称碳纤维毡，指用碳纤维制成的复合材料。碳毡兼具碳材料和碳纤维的优异性能，包括化学稳定性好、强度高、导电性能好、轻量化、耐腐蚀等，在航空航天、体育器材、石油化工、汽车制造、电池等领域应用广泛。

聚丙烯腈（PAN）基碳毡为碳毡主流产品，可细分为PAN基原丝碳毡、PAN基腈纶碳毡、PAN基预氧丝碳毡等。PAN基原丝碳毡具有抗氧化性好、生产成本低等优势，但其能耗大且生产流程较为复杂；PAN基腈纶碳毡属于中低端碳毡，应用范围较广，我国生产企业众多；PAN基预氧丝碳毡具有隔热性好、弹性好、灰分小等优势，为碳毡市场高端产品，但其运行成本较高，市场占比较低。碳毡在航空航天、体育器材、石油化工、汽车制造、电池等领域应用广泛。在航空航天领域，碳毡可用于制造飞机及火箭的结构件；在体育器材领域，碳毡可用于生产自行车车架、高尔夫球杆、网球拍等；在汽车制造领域，碳毡可用于制造汽车发动机罩、悬架、车身以及底盘等；在电池领域，碳毡可用于生产质子交换膜氢燃料电池。

近年来，我国碳毡研发热情高涨，并取得众多新进展。2022年大连物化所刘涛研究团队利用沥青基碳纤维以及PAN基碳纤维成功制备出全钒液流电池碳毡电极。未来伴随研究深入、技术进步，碳毡将在储能领域获得广泛应用。

主要生产商

辽源天翔炭素纤维材料有限公司、甘肃富莱碳纤维科技有限公司、辽宁信德新材料科技股份有限公司、沈阳宇恒碳纤维有限公司、湖南金博碳素股份有限公司、吉林神舟碳纤维有限责任公司等为我国碳毡主要生产商。目前，我国碳毡市场以中小规模企业为主，缺乏头部优势企业，行业集中度较低。未来伴随下游需求增长以及技术水平提升，具备高性能碳毡自主研发实力的企业将占据我国市场更大空间。

湘潭制造，填补国内空白！

由湘潭高新区企业湖南双环纤维成型设备有限公司研发的碳纤维硬毡湿法成型装备，今天交付用户。该装备生产工艺打破国外封锁，填补国内空白，标志着我国碳纤维硬毡进入自动化生产时代。

湖南双环纤维成型设备有限公司成功的背后，是多年的沉淀。2015年，湖南双环纤维成型设备有限公司就开始探索之路，经过反复研究和实验，最终在2018年生产出二代、三代产品，实现初步成功。

作为半导体材料的基础材料，单晶硅、多晶硅等材料的生产需要严苛的超高热场，传统的保温隔热材料难以满足各种炉内所需的温度要求，且存在热场不稳定、耐腐蚀能力差、膨胀系数大等弊端。为解决上述问题，一种由短碳纤维边角料再利用，而生产出的碳纤维硬毡正在全球范围内全面替代传统隔热保温材料，因为具备特别低密度、低导系数，耐温性能可达3000摄氏度以上，各项指标稳定。然而生产此类产品的自动化生产工艺与设备，均被国外封锁，急需突破原有性能桎梏。

由碳纤维硬毡湿法成型装备生产的碳纤维硬毡，是一种新型隔热保温材料，也是制造晶体硅材料的重要材料。作为半导体材料的基础材料，单晶硅、多晶硅等材料的生产，需要严苛的超高热场，传统保温隔热材料难以满足，存在热场不稳定、耐腐蚀能力差、膨胀系数大等弊端。

一种特别低密度、低导系数且耐温性能可达3000摄氏度以上，由短碳纤维边角料再利用生产而成的碳纤维硬毡，正在全球范围内全面替代传统隔热保温材料，但生产这种材料的装备与自动化生产工艺一直被国外封锁。

湖南双环积极开展碳纤维硬毡成型装备研发生产

去年，该企业接到一笔来自某硅材料龙头企业订单，要求研发短碳纤维湿法成型硬毡成套技术装备。

接到订单后，湖南双环纤维成型设备有限公司多次与中科院山西煤化所、宁波合盛集团进行技术交流会议，并且力求在工艺与设备方面进一步突破，设计出了这台碳纤维硬毡湿法成型装备，这也意味此项湘潭制造填补了国内空白，并达到国际先进水平。

“该装备所生产的碳纤维硬毡，主要应用在半导体材料、新能源光伏产业的各种高温炉里，热场材料机械化、自动化实现从0到1的突破，且性能更优、生产成本更低、技术更环保。”湖南双环负责人巢邕告诉记者，以前从国外进口碳纤维硬毡，每公斤动辄上万元;如今我国自主生产碳纤维硬毡，每公斤只需千元，成本大大降低。

据了解，经过客户企业近半年的测试，这台碳纤维硬毡湿法成型装备各项指标稳定性、导热性、隔热性达到合同要求，实现正式交付。

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