Warum gibt es so große Preisunterschiede zwischen den verschiedenen Kohlefaserqualitäten?

Wir können Kohlenstofffasern grob nach ihrer Qualität in Kohlenstofffasern für den zivilen Einsatz und Kohlenstofffasern für die Luft- und Raumfahrt unterteilen.

Erstens sind die Anforderungen an Kohlefaser für den zivilen Gebrauch, wie etwa Kohlefaserfahrräder und Tennisschläger, im Vergleich zur Rüstungsindustrie nicht so streng, da die Leistungsfähigkeit des Rohmaterials nicht so hoch ist. Viele Länder können Kohlefaser selbst herstellen, sodass der Preis nicht sehr hoch sein wird.

In der Luft- und Raumfahrt, insbesondere in der Militärluftfahrt, stellen die hohen Geschwindigkeits- und Überlastanforderungen an Flugzeuge hohe Anforderungen an die Materialfestigkeit und Verformungsbeständigkeit. Darüber hinaus können Verkehrsflugzeuge mit jedem Kilogramm Gewichtsverlust jährlich 3.000 Dollar einsparen. Durch die Gewichtsreduzierung von Langstreckenraketen und Raumschiffen um 1 kg lässt sich pro 10.000 Kilogramm ein Kilo Treibstoff einsparen. Durch Gewichtsreduzierung lässt sich die Nutzlast erhöhen und die Flugkosten senken.

Es gibt Gründe für die großen Preisunterschiede zwischen den verschiedenen Kohlefaserqualitäten. Im Folgenden sind auch die Faktoren aufgeführt, die nicht ignoriert werden können:
1.Produktionsprozess
Die Herstellung von Kohlefasern ist ein hochkomplexes Verfahren. Von der Herstellung des Rohdrahts über die Voroxidation und Karbonisierung bis hin zur Verpackung und zum fertigen Produkt stellt jeder Prozessschritt hohe Anforderungen an die Ausrüstung. Gleichzeitig ist die Herstellung von Kohlefasern ein energieintensiver Prozess. Beispielsweise durchläuft der Hochenergie-Karbonisierungsprozess in der Regel einen Niedertemperatur-Karbonisierungsprozess (Temperaturbereich 300–1000 Grad Celsius) und einen Hochtemperatur-Karbonisierungsprozess (Temperaturbereich 1000–1600 Grad Celsius). Für die Herstellung hochmoduliger, hochfester Kohlefasern wie T700, T800, T1000 und anderer Luftfahrtmaterialien ist eine Behandlung bei hohen Temperaturen von 2200–3000 Grad Celsius erforderlich.

2.Marktfaktoren
Aus Marktsicht wird die Kerntechnologie der modernen Kohlefaser noch immer von wenigen Ländern beherrscht. Da die globale Produktionskapazität für Kohlefasern begrenzt ist, wird sich zwangsläufig ein Preismonopol bilden.