性能优异的碳纤维,因为制备难、技术壁垒高等特点,逐渐成为全球在材料研究领域展开竞赛的目标。特别是由于发达国家对碳纤维技术进行严格的专利保护和全面的技术封锁,导致新兴国家在发展碳纤维上举步维艰。我国早在20世纪50年代后期就展开了碳纤维的技术研究,但由于基础研究落后,碳纤维的产业发展一直在低水平徘徊,与国外的差距逐渐拉大。
2000年以后,全球碳纤维供不应求,进口碳纤维非常困难,严重影响国防安全。在此关键时刻,2001年,83岁的战略科学家师昌绪院士给中共中央写了《关于加速开发高性能碳纤维的请示报告》,得到高度重视,对推动我国碳纤维研发与投入产生了深远影响。
历经多年艰苦攻关,如今我国宇航级碳纤维的产品性能已经达到国外同类产品水平。从落后到奋起直追,我国在碳纤维研究的关键技术上取得了哪些重大突破?未来在碳纤维应用领域,还有哪些亟待开拓的空间?
我们解决了国产宇航级碳纤维的有无,这是一个很不简单的事情。到目前为止,中国碳纤维主要的成绩体现在以下三个方面。
第一是突破了碳纤维制备的关键技术,相继实现了系列碳纤维(包括T300级、T700级和T800级)的国产化,解决了航天、航空等国防工业的自主保障问题。
第二是建立了若干个高水平碳纤维和复合材料的研究研制平台,形成了包括高校、科研院所、大型企业在内的研发格局,正在推动碳纤维和复合材料的发展进入一个新阶段,这个新阶段可以说是从量变到质变的过程。
第三是在这些工作的基础上,建立了百吨级的宇航级碳纤维生产线,后续又相继开工了工业级的一些碳纤维生产线,所以国外碳纤维的价格就发生了很大变化。大概2009年到2014年这5年,T700这种工业级的碳纤维价格降到了原来的三分之一,宇航级碳纤维价格降到了以前的十分之一。所以自主解决碳纤维的有无,无论是从经济上,还是从社会效益方面都有很大的贡献。
2010年后,地方政府的积极性和热情大涨,民营企业投资的热度非常高,所以国内的碳纤维生产线放量建设,最多的时候碳纤维企业达到了40多家。近两年这种放量的趋势正在放缓,在高质量发展的推动下,现在不再一味追求增加产能。近期我国大型国企正在寻求建立高水平的研发团队和研发平台,推动产业的升级和转型。
转载本文须保留本网站注明的“来源/参考文献+中国煤炭行业知识服务平台”,侵权必究。
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会