我国实现T800高强度碳纤维量产 性能超日本东丽


我国实现T800高强度碳纤维量产 性能超日本东丽



资料图:碳纤维材料的微观结构

吹响材料强国“号角”——江苏航科碳纤维材料研发纪实

用小小的纤维体来做自行车钢铁支架?没错,碳纤维的“小身板”中就蕴涵着这样的大能量。不仅如此,它还在航天工业、国防军工等领域大显身手,被誉为工业界的“黑色黄金”。

然而,由于长期以来我国高性能碳纤维研发和产业化水平落后,加上国外的技术封锁和产品禁运,相关材料需求常常陷于“无米之炊”的境地。

在此背景下,江苏航科复合材料科技有限公司(以下简称航科)打出自主创新牌,生产出全球领先的T800碳纤维,率先突破国际高技术垄断,开创了我国高技术装备制造材料产业化新格局。

昔日之殇,今日之志

近日,德国宝马公司新上市的i3电动车,用直径仅有0.007毫米的碳纤维材料代替传统钢铁制造车身,使高科技产品再次夺人眼球。

“高性能碳纤维不仅质量轻,而且强度可以达到超高强度钢材的13~20倍,同时还具有极佳的耐腐蚀等特点,是国防尖端技术和改造传统产业的基础原材料。”航科总经理王浩静在接受《中国科学报》记者采访时说。

一代材料,一代装备。王浩静对此深有感触。由于碳纤维在航空航天等国防工业中有重要用途,西方国家将其视为战略性物资,对中国“禁运”,更不转让技术、不出售设备。

回忆往昔,两院资深院士师昌绪仍记得,1984年,上海碳素厂试图引进美国特科公司碳化设备,最终被美国国防部否决;1990年,吉林化学工业公司经过谈判、考察,最终购买了一些碳化设备及相应测试仪器,但经多次试车,碳化炉始终开不起来。

“新材料中碳纤维是重中之重,我国却一直难以有大的突破,特别是不匀率高、毛丝多,力学性能也上不去,和国外产品质量差距越拉越大,无法制备航空航天结构材料。”师昌绪在接受《中国科学报》记者采访时说。

“国外已经实现了碳纤维高性能化、低成本化和系列化,其制备和应用技术已颇为成熟,如民用客机B787和A350,复合材料用量已经达到50%以上。而我国不能制造高性能碳纤维,导致几乎所有的高技术装备无法实现其设计性能。”王浩静对比说。

他介绍说,当前全球高性能碳纤维生产技术仍主要集中在日本东丽、美国赫氏、德国西格里集团等少量企业手中,其成本平均只有传统碳纤维材料的一半左右,占据着全球过半市场。

同时,据《研究与市场》最新发布的《2018年全球碳纤维市场增长机遇与预测》报告,未来5年,除了传统应用大户航空业以外,受风力发电、离心机转子管、电子工业等潜在应用市场的驱动,全球碳纤维市场成交额有望以每年两位数的增长率递增。

“发展碳纤维技术和产业是我们的强国必由之路,影响到高端制造业、民生和国家的安全。”师昌绪说。实现强国梦,当前的面貌必须要改变,必须重视新材料的研发、产业化与应用。

昔日之殇成为全体航科人的最大动力。为了急国家之急,2010年2月,中科院西安光学精密机械研究所和江苏镇江市政府签署战略合作协议,成立航科公司,试图探索出一条高新技术产业化和产业报国的新路子,实现高性能碳纤维自主创新发展。

披荆斩棘,唱响世界

“创业三年来,上过当,受过骗,遇过挫折,公司从一片泥土地发展到现在花园式的厂房,实现T800碳纤维产品技术突破与产业化,终于风雨之后见彩虹。”谈起创业历程,王浩静笑言。

创业就意味着披荆斩棘。新材料研发往往是多领域高新技术的集成,碳纤维也不例外,它涉及到高分子聚合、纺织、传动、热工等多领域学科交叉。而国内相关基础研究薄弱,没有系统的标准,配套技术也几乎都属于原创,一切都要从头做起,研究难度可想而知。

“特别糟糕的是一些企业宣传上不负责任,搞得天花乱坠,使传统体系的研发‘成果’和颠覆性新技术碰撞、厮杀,导致我们做大量的解释工作和验证工作,造成时间和优势力量的极大浪费。”王浩静回忆说。

尽管困难重重,但王浩静从未言弃。二十多年来的研究经验和取得的系列创新性成果给了他“底气”。为了早日生产出T800碳纤维,所有技术团队每天工作18小时,夜以继日地讨论方案,航科当年获得了中国首届创新创业大赛奖一等奖。

同时,功夫不负有心人。在西安光机所赵卫所长、武文斌书记以及镇江高新技术开发区李小平书记等领导支持下,江苏航科创造了中国碳纤维研发和产业化速度。

2012年,公司成立仅两年,航科就投资2.5亿元建设的国内首条T800生产线实现了稳定批量生产,打破了发达国家对高性能碳纤维研制与生产的关键设备与技术瓶颈的封锁和垄断,填补了国内高性能碳纤维制造的空白。

“航科T800碳纤维最大特点是可以根据用户需要进行表面处理和上浆,完全以用户为中心进行配套生产。”王浩静介绍说。同时,航科已具备系列化高性能碳纤维制备技术和低成本化能力,碳纤维生产原材料和主要设备几乎100%来自国内。

截至目前,航科先后申请国家发明和实用新型专利80余个,制定碳纤维生产流程测试规范42项,环保节能措施使产品成本降低30%,产品性能离散型低于5%,T800碳纤维性能达到甚至超过了日本东丽公司水平。

面对成果,王浩静淡然而言:“成功的经验谈不上,我们的理念是‘态度决定一切,细节决定成败’。不计个人得失,只为报效祖国!”

创新为帜,再攀高峰

作为21世纪的新材料,很多人把碳纤维看成是“改变全球现存游戏格局”的潜力股。

对此,王浩静表示,尽管我国碳纤维生产较国外发展慢,但消费量与日俱增,市场需求旺盛。“未来5年,国际市场发展可能会远远低于国内的发展,可能会是13%与130%的差异,所以在中国碳纤维材料一定是个潜力股。”王浩静信心满满地说。

目前,航科已全面启动千吨级T800碳纤维生产线的建设工作,计划2015年全面投产。公司同时具备T700、T800和MJ系列碳纤维的供货能力。预计到2020年,将建成千吨级T1000碳纤维生产线和百吨级MJ系列碳纤维生产线,并开展T1200和M70J等更高性能纤维以及专用复合材料的研制及产业化工作。

同时,航科已经掌握了制约碳纤维发展的关键技术和设备瓶颈,实现了从工艺到设备,从性能到质量,从人员到管理等方面的快速提升。计划在未来10年内打造成我国碳纤维高技术成果转化基地、领域人才培养基地和碳纤维产业化示范基地。

“做文章、做专利不是科研的最终目标,科研的最终目标在于以最大的价值回报社会。科研人员走出去做企业,可以激发他们的激情,最大限度地释放他们的科研潜力和能力水平。”西光所运营与产业发展出处长曹慧涛在接受本报记者采访时说。他表示西光所将继续为航科未来发展提供技术和智力支持。据了解,目前,西光所已建成近30家技术创新型企业。

面对未来,王浩静和他的“兵”们将继续沿着创新之路,推进我国碳纤维研发生产,并走向国际市场。他们将争取发挥每个人的创造性、积极性和团队作战的统一性与协调性,侧重发展管理制度的实用性,让所有职工对公司具有自豪感和危机感。

我们有理由相信,未来江苏航科一定会独树一帜,屹立在世界碳纤维之林,为国家、地方经济发展发挥更大的力量。

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面对成果,王浩静淡然而言:“成功的经验谈不上,我们的理念是‘态度决定一切,细节决定成败’。不计个人得失,只为报效祖国!”


哈哈哈哈哈,拿酒来。他奶奶的,太解气了,太过瘾了,虽然我滴酒不沾的人,今天要一醉方休。我就说嘛,中国人没有什么做不到,就看我们做不做。封锁吧,限制吧,老子什么都有了,你们都留着自己玩吧。中国万岁,中国的科学家万岁。

中国早就提倡百花齐放,百家争鸣。中国这么大的体量,如果只是一两家企业,对中国的发展肯定是不利的。随着技术的进步,不管是央企还是民企,只要能造出对中国有用的好东西,那对中国的贡献就是大大的。

上千吨级的T800规模量产,意味着每年130架J20复合材料的稳定供应。如果将来制造卫星,1斤的卫星重量,可以减少火箭400斤的重量。未来的天宫空间站,真的不敢想象有多大,卧槽,不算了,今天是个好日子,喝酒去!

4楼 双37修理工
在中石化上海生产基地的腈纶事业部不是也有一套国家花了大钱投入的碳纤维装置吗?那些搞工艺的,平时不是牛逼吹的呼呼山响啊?靠着这套装置,不是不少人都升了官啊?怎么央企背景的就整不过帖子里这个企业呢?

你以为这些企业是自己独立研发吗,他们只是工厂而已,真正的研发团队就一个。

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