自從復(fù)合材料在制造業(yè)中出現(xiàn)以來(lái),這種材料已越來(lái)越多地用于幾乎所有主要工業(yè)領(lǐng)域。由復(fù)合材料制成的最終產(chǎn)品的需求已顯著增加,未來(lái)對(duì)于材料而言是充滿(mǎn)希望的。
在已經(jīng)廣泛應(yīng)用的行業(yè)中,復(fù)合材料的崛起意義重大。在美國(guó),復(fù)合材料行業(yè)在過(guò)去一年中以6.3%的速度增長(zhǎng),而這一增長(zhǎng)背后的價(jià)值高達(dá)82億美元,而尤其受歡迎的復(fù)合材料是玻璃纖維/聚酯樹(shù)脂復(fù)合材料。
復(fù)合材料最重要的市場(chǎng)通常是運(yùn)輸、建筑、管道和儲(chǔ)罐。盡管早在2013年,美國(guó)是復(fù)合材料的最大消費(fèi)國(guó),其次是德國(guó),但目前中國(guó)已經(jīng)超過(guò)了兩者,并且在人均復(fù)合材料消費(fèi)量方面升至第一位,使其成為最大的復(fù)合材料消費(fèi)國(guó)。在未來(lái)一段時(shí)間里,推動(dòng)復(fù)合材料使用量增長(zhǎng)的主要因素包括:
1.交通運(yùn)輸和汽車(chē)
運(yùn)輸和汽車(chē)可以理解,它是復(fù)合材料的最大消費(fèi)者。復(fù)合材料堅(jiān)硬、抗拉、結(jié)實(shí),并且可以滿(mǎn)足所有要求。這使它們非常適合所有汽車(chē)需求,在這些需求中,汽車(chē)必須同時(shí)輕量化和堅(jiān)固。復(fù)合材料是此組合的理想解決方案。
過(guò)去幾年來(lái),美國(guó)的運(yùn)輸業(yè)一直在持續(xù)增長(zhǎng),復(fù)合材料用途也在不斷增長(zhǎng)。車(chē)輛內(nèi)部和外部使用玻璃纖維一直是推動(dòng)該領(lǐng)域復(fù)合材料增長(zhǎng)的主要因素。鋁、高強(qiáng)度鋼和鎂以及其他復(fù)合材料一直是使車(chē)輛輕量化以降低油耗和排放的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。
2.航空航天
除汽車(chē)外,過(guò)去幾年來(lái),航空航天業(yè)還大量使用復(fù)合材料。實(shí)際上,波音787和空中客車(chē)350等新一代飛機(jī)的結(jié)構(gòu)中碳纖維復(fù)合材料含量高達(dá)50%,航空航天工業(yè)的增長(zhǎng)率甚至比汽車(chē)工業(yè)高出10.3%,而不是汽車(chē)工業(yè)的6.3%,根據(jù)預(yù)測(cè)這將使航空航天工業(yè)成為復(fù)合材料的最高消費(fèi)國(guó)。
此外,波音公司和空中客車(chē)公司都大量積壓飛機(jī),這導(dǎo)致過(guò)去幾年復(fù)合材料的堆積需求。當(dāng)然,今年這一數(shù)字肯定還會(huì)增加。
3.建筑領(lǐng)域
過(guò)去幾年中,建筑行業(yè)中的復(fù)合材料使用量也顯著增長(zhǎng)了4.9%。這是由于開(kāi)發(fā)人員正在切換到比傳統(tǒng)的磚混砂漿更好和更堅(jiān)固的復(fù)合材料。刺激這種需求的還有政府對(duì)舊基礎(chǔ)設(shè)施(如橋梁和道路)進(jìn)行改造的激勵(lì)措施。目前,建筑業(yè)已成為第二大復(fù)合材料消費(fèi)領(lǐng)域。由于施工仍在進(jìn)行中,這種情況將繼續(xù)下去。
4.管道和儲(chǔ)罐
這是目前市場(chǎng)上最著名的復(fù)合材料消費(fèi)行業(yè)之一。由于石油和天然氣生產(chǎn)商以及燃料、廢水和污水管道生產(chǎn)公司都看到了復(fù)合材料的實(shí)用性,因此管道和儲(chǔ)罐行業(yè)一直在嘗試擴(kuò)大復(fù)合材料應(yīng)用規(guī)模。
根據(jù)特性需求,這是可以理解的,因?yàn)閺?fù)合材料堅(jiān)固且無(wú)腐蝕性,非常適合所有管道和儲(chǔ)罐的需求。該行業(yè)對(duì)復(fù)合材料的需求增長(zhǎng)了5.2%,在復(fù)合材料行業(yè)的不同行業(yè)中是最高的。
5.可再生能源
由于渦輪葉片和電動(dòng)機(jī)以及其他材料的重量輕、性能高,因此復(fù)合材料開(kāi)始發(fā)揮重要作用。如預(yù)期的那樣,復(fù)合材料既輕巧又結(jié)實(shí),并具有高剛度。這使得渦輪機(jī)和其他設(shè)備的性能非常出色,從而使不斷增長(zhǎng)的可再生能源市場(chǎng)得到了進(jìn)一步的推動(dòng)。美國(guó)政府已委托建造大量風(fēng)能發(fā)電場(chǎng),并在隨后的幾年中進(jìn)行,這將大量消耗復(fù)合材料。
以上因素是近年來(lái)復(fù)合材料行業(yè)表現(xiàn)如此出色的主要原因。近年來(lái),隨著復(fù)合材料在市場(chǎng)上的采用率不斷提高,它們將在整個(gè)經(jīng)濟(jì)中占據(jù)很大的份額。這都是有充分理由的,因?yàn)閺?fù)合材料具有出色的能力,可以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)和堅(jiān)固材料的需求。