碳纤维预制体技术的突破正在显著加速国产替代进程,尤其是在光伏热场等高端应用领域。以金博股份为代表的国内企业,通过自主研发的自动送料针刺等核心技术,不仅实现了碳碳热场对传统石墨材料的全面替代,还逐步降低了对进口碳纤维的依赖,为产业链自主可控奠定了坚实基础。
碳碳热场:国产替代的主战场
碳碳热场是光伏单晶炉的关键部件,包括坩埚、导流筒、保温筒等。自2016年起,金博等企业突破低成本碳基复材技术后,碳碳热场开始大规模替代传统等静压石墨。以坩埚为例,碳基复合材料占比从2010年的不足10%迅速提升至2020年的超过95%,而等静压石墨则从90%以上降至不足5%。这一替代过程的核心驱动力在于碳基材料在抗折强度(≥150 MPa,远超石墨的38-60 MPa)和导热系数(低于30 W/(m·K),优于石墨的80-140 W/(m·K))上的显著优势,更契合大硅片趋势对承重和隔热的要求。
预制体技术:自主可控的关键
碳碳热场的制备核心是碳纤维预制体,即先编织成产品形状,再通过气相沉积形成最终部件。金博股份在这一环节拥有多项特有技术,包括碳纤维成网技术、布网复合针刺技术和自动送料针刺技术。其中,自动送料针刺技术实现了全自动连续化生产,生产效率提升2倍以上,突破了传统手工送料劳动强度大、密度不均匀的瓶颈。这些技术使国内企业能够自主完成预制体环节,从而赚取从原材料到成品的完整利润,降低了对海外碳纤维供应商的依赖。
常见问题
碳纤维预制体技术突破如何降低进口依赖?
金博等企业自主研发的预制体技术,使国内热场厂商能够自主完成碳纤维的编织和定型,不再完全依赖海外碳纤维供应商。资料显示,碳碳热场使用的碳纤维曾大多来自海外,但近年来国内企业已选中包括中复神鹰在内的3家企业进行替代,逐步实现供应链自主可控。
自动送料针刺技术的自主化程度如何?
该技术是金博股份的特有技术,实现了全自动送料、针刺不停顿和密度自由调节,生产效率提高2倍以上。它突破了传统手工送料劳动强度大、针刺不均匀的难题,属于完全自主化的核心技术,已大规模应用于碳纤维预制体的连续化生产。
国产替代在下游其他领域的提升空间如何?
除热场外,预制体技术可横向拓展至储氢瓶、碳陶制动盘、碳纸等领域。这些产品均在预制体基础上加工,与热场工艺相通。例如,金博已完成III型储氢瓶研发,碳陶制动盘预计2022年有两家主机厂完成定点,碳纸已完成送样。这些新领域有望进一步扩大国产替代的覆盖面。