蕭亞漩/工研院產科國際所
一、前言
本文主要綜整China Composites Expo 2018內容；首先看碳纖複合材料在國家推動下進行碳纖維技術標準化現況、投入的重點應用項目，進而分析產業界發展碳纖維複合材料的應用情況，從產、官方面剖析中國碳纖複合材料應用發展現況。China Composites Expo 2018即「第24屆中國國際複合材料工業技術展覽會」，係去年9月於上海世博展覽會館舉行的複合材料展會，參展廠商超過600家，中國大陸國內廠商佔77.7%。
二、中國大陸新材料發展藍圖
2018年中國大陸千噸級碳纖維生產線達到11條，碳纖維生產能力約2.6萬公噸 ，但產量不到產能的30%。中國大陸於2016年成立新材料產業發展領導小組，以達到中國大陸2035年成為重要創新製造強國之國家發展目標。2018年中國大陸新材料重點投入科技項目為碳纖維及其複合材料、高溫合金、航太鋁材、稀土永磁材料、石墨烯以及聚醯亞胺纖維。
中國國家製造業創新布局中，先進複合材料以纖維強化聚合物複合材料製造技術為主軸，目標材料包括高性能碳纖維、高性能對位芳綸纖維和其他高性能纖維及複合材料。著重國產高強中模、高模高強碳纖維製造技術、碳纖維複合材料低成本設計與製造技術等。
2018年碳纖維及複材領域的規劃工作重點從建立技術標準、示範應用項目、產業損失調查涵蓋到專利與人才盤點。
1. 複合材料聯盟與應用示範
中國碳纖維及複合材料產業發展聯盟於2014年成立，由工信部委中國建築材料集團有限公司進行籌組；以聯盟形式建構技術合作平台，加快碳纖維產業化與上下游產業鏈整合。聯盟成員分為航太、軍事、風能、電力、軌道交通、輕型車輛、土木工程等六大領域。
中國建材集團投入高端技術，整合新材料測試平台、應用平台、數據庫平台與共享平台以達到中國大陸2035年之新材料需求；將提升國產品比例並朝向出口發展，共有42家產學研機構投入，預計開會設立複材標準。
2. 建立技術標準
根據新材料發展2018年規劃，「全國碳纖維標準化技術委員會」於2018年9月成立；將進行技術發展成熟度評估，藉由制定標準促進國產碳纖維應用。委員會將著重於T800級和M55J級以上之工業應用等級碳纖維的技術標準制定，同時強化碳纖維檢測方法。瞄準中國國產碳纖維應用於航太與衛星領域。
碳纖維領導公司東麗開發的T800S碳纖維已應用於現役客機空中巴士A380中，屬於經濟型的中模數超高強度碳纖維。同樣屬於東麗碳纖維產品的M55J，具有優異的拉伸強度和伸長率，屬於超高模數碳纖維；適用於製造太空領域、工業以及高級運動用品。為使讀者容易了解此兩等級碳纖維產品特性，整理碳纖維產品強度與模數規格如圖一。
圖一、碳纖維標竿廠商規格比較
標準化技術委員會也將制定碳纖複材與金屬基結合件之標準，包括電化學腐蝕、斷裂韌性、拉伸剪切強度及疲勞測試之方法標準；確認碳纖複材應用於結構件之穩定性、可靠性與使用壽命，終極目標為應用複材結構於國產大型客機中。
3. 示範應用項目
2018年中國重點發展碳纖維複合材料之一，選定碳纖維複合芯導線項目，主要用於替代傳統鋼芯鋁線的架空輸電纜線。規劃提出100公里之碳纖維複合芯導線電網應用示範項目。
4. 產業損失調查
中國為鼓勵企業使用國產新材料，提出新材料首批次應用保險補償；每家廠商最高5,000萬人民幣，保障因使用國產新材料導致增加的產品更換與退貨損失。從政府規劃的應用項目，可明確看出碳纖應用領域瞄準國產之民用客機與複材芯導線。複合材料產業推動以中國建築材料集團為首，2018年碳纖維標準化技術委員會主要工作由南京玻璃纖維研究負責。在中國大陸碳纖維生產產能龐大，但實際量產情況落差大；中國新材料發展碳纖及複材轉而全力發展重點的終端應用，同時發展所需碳纖維複合技術。
三、中國廠商投入碳纖複材應用現況
1. 中國商飛主導中國民用客機開發
先進複合材料具有輕量化、高可靠性、使用壽命長等高效性能，適用於航空應用中；民用客機使用的材料對於安全性、經濟性、舒適性以及環保性的要求較高，尤其---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖二、碳纖複合材料於民航客機應用發展