由中国科学院山西煤炭化学研究所研制、具有完全自主智慧财产权的T1000级高性能碳纤维,从山西云冈经开区清洁能源产业园稳定产出,生产线卷绕机上,数万根细丝般黑色纤维汇成匀速流淌,形成中国材料行业期盼已久的“黑金之河”。
▲图为T1000碳纤维。(新华社╱中国科学院山西煤炭化学研究所提供)
“从无米下炊到高端反复运算,我们走了二十年。”中国科学院山西煤炭化学研究所副所长、项目负责人张寿春说,这抹亮丽黑色背后,是一场持久材料创新攻坚。
碳纤维,强度远超钢铁,重量轻如羽翼,被喻为“黑色黄金”与“新材料之王”,是高性能、轻量化复合材料结构件优选之材,研制涉及多学科,是项流程长、难度大、成本高系统工程。
中国科学院山西煤炭化学研究所正高级工程师、技术研发负责人经德齐指出,2005年前后,一些国家加紧对中国实施碳纤维技术封锁和产品禁运,导致中国高端领域使用碳纤维陷入断粮境地。
彼时,T300是日本东丽公司研发的碳纤维牌号,T代表拉伸强度,后面的数字越大,碳纤维的力学性能指标就越高。横截面1平方毫米的T300碳纤维,可以吊起重约百公斤物体。这样性能成为大国重器的关键支撑。
碳纤维的“轻”承载的是技术突围的“重”。中国自20世纪70年代开展相关领域研究,一代代人扎根山西煤化所,从零起步、摸着石头过河。
T700、T800等牌号的碳纤维逐步实现量产,高性能碳纤维需求量快速增长,中国国产化占比逐年提升。2016年,研究团队决定挑战更高难度技术。
完成溼法T300、T700、T800碳纤维研制任务,瞄准第二代碳纤维技术——干喷溼法碳纤维技术研发,在基础原理、核心工艺、国产化设备方面持续发力……8年多时间,团队绞尽脑汁进行研究方案设计与论证,历经多次研讨交流,终于在竞争激烈的碳纤维市场里走出一条独特的高端化发展路线。
“虽然艰辛,但新一代自主化技术研发要大步向前,绝不能退缩。”张寿春说,已攻克具有自主智慧财产权的T1000、T1100级碳纤维等关键技术,为千吨级高性能碳纤维示范项目提供坚实技术后盾。
从数据上看,T1000级碳纤维单丝直径不足发丝直径十分之一,拉力试验抗拉强度超过6600兆帕,相当于一根一米长碳纤维可拉动约200公斤物体,还集耐腐蚀、耐高低温等诸多特点于一身。
千吨级高性能碳纤维一期项目从动工到投产,仅用一年半。科研人员与工厂工程师从研发初期便并肩作战,让实验室成果无缝对接产业化需求。
“核心技术靠化缘是要不来的,必须靠自力更生。”中国科学院山西煤炭化学研究所党委书记蔡长塔表示,此次成功投产,标志着中国在高性能碳纤维领域实现了从“跟跑”到“并跑”的重要跨越。不仅助力填补中国国内高端产能空白,更为航空航天、新能源、低空经济等领域提供自主可控材料基石。
编辑︱胡影雅












