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十三五开端我国碳纤维材料已获突破性进展发布时间:2022-08-13 12:04:33 来源:乐鱼竞彩官网 作者:leyu乐鱼全站官网     

  被誉为“黑色黄金”的碳纤维,是一种力学性能十分优异的材料。它的密度只有钢材的四分之一,强度却达钢的7-9倍,对一般的酸碱有良好的耐腐蚀作用,热膨胀系数低、耐摩擦、抗震、导电、X射线的透过率高,已经广泛应用在航天军工、汽车高铁、医疗器材、体育用品、机械制造等各个领域。近年来,随着国家政策的扶持及企业的自主创新精神,我国碳纤维产业也迅速崛起一批具有尖端研发实力的民营科技企业。

  据报道,2016年5月19日,北京梦狐宇通在科博会上展出航空级高性能碳纤维,宣称性能超过美日M60现有技术指标,引起国内一片震惊。5月26日消息,中复神鹰千吨级T800原丝生产线投产,性能指标超过国外同类产品水平,所有的核心设备和技术都是自主研发。6月10日,无锡威盛新材在国内率先研发出应用于轨道车辆的阻燃增韧碳纤维材料,性能已达英国及欧盟的相关标准,跻身于在碳纤维下游制造企业中先进行列,在国内率先开启高速列车轻量化发展潮流。最近,北京特米纳特公司近期发布声明已在沥青碳纤维取得重大进展,性能达到高端层级,属于世界领先水平。

  碳纤维的发明可以追溯到1880年,著名科学家爱迪生将棉、麻、竹等天然植物碳化得到,用于白炽灯丝。1910年钨丝出现使碳纤维的研究暂时搁浅,直到20世纪50年代美苏冷战,为解决武器隔热的问题,人们又重新对它重视起来。1959年美国联合碳化公司研制出了粘胶基碳纤维,同年,日本的近藤昭男以聚丙烯腈为原料,制成了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,1974年,联合碳化公司又研制成功了沥青基碳纤维,从此碳纤维形成了PAN基、沥青基和粘胶基三大原料体系,目前主要以PAN基碳纤维使用最为广泛。

  我国对碳纤维的研制从上世纪60年代开始,80年代开始研究高强型碳纤维,取得了一定的成绩,但发展缓慢。阻碍我国碳纤维行业发展的原因主要有两个,一是原丝质量差,二是没有耐超高温的碳化炉。国产原丝在纯度、均质化、强度、产量方面都远低于国外原丝,质量较差、成本较高,而且碳化炉只能允许在1400℃的温度中使用,无法达到1500℃的最佳状态,国外1800℃以上的高性能碳化炉更是对我国严格限制出口。

  为了打破国外的垄断,满足市场需求,国家加大了对碳纤维行业的投入,也出台了相关政策。2013年4月,工信部发布的《关于促进碳纤维产业健康发展的指导意见》及《新材料产业“十二五”发展规划》中提到的将重点发展高性能复合材料,并将加快发展碳纤维等高性能增强纤维。在国家的大力支持下,我国碳纤维行业在技术、装备、产业化生产等方面都取得了重大的进展。2007年,歼11B和歼11BS战斗机等军工设备开始广泛使用国安碳纤维材料,2011年,我国T700碳纤维材料生产技术得到了成熟发展。预计到2020年,我国年碳纤维总产量将达到7万吨,适用范围包括军事和民用的各个领域。

  体育器材一直是碳纤维消耗的一大领域,但是近两年,随着交通工具轻量化潮流风气越刮越猛。2013年宝马i3碳纤维车架工厂在美国摩西湖落成,国内一些企业便紧锣密鼓开展碳纤维汽车产业布局,康得复材联手北汽等汽车制造公司,致力于让碳纤维材料应用到汽车车身领域。无锡威盛新材在2016年伊始也投入数百万元建立研发中心,研发轨道车辆专用碳纤维材料,并给国内多家轨道交通企业提供列车轻量化部件的研发与制造服务,目前产品已应用到高铁车厢结构件、覆盖件、安全门等部件中。中车一位研发工程师表示,钢铁是传统的列车构件制造材料,它的强度高,安全性好,但重量、能源消耗具大,列车轻量化研制一直是我们考虑的重点,碳纤维复合材料具有抗振性好、安全性好、使用寿命长等优点,不但可以降低重量,而且可以提高列车高速运行的性能、减少能源消耗、降低环境污染。

  21世纪是碳纤维的时代,跟随时代的脚步,越来越多的碳纤维产品进入人们的生活,一切态势都在表明,轻量化、新材料的理念深入人心和市场的发展,加上国家政策扶持的引导,2016年碳纤维材料或迎来真正的发展元年,一大批应用案例将会在市场涌现。威盛新材研发部张博士表示,随着市场对碳纤维材料的需求量大幅度提升,市场对其要求也越来越高,为满足需求,我们民营企业更需要有创新精神,避免掉入产能过剩的怪圈,接下来我们将布局航天军工电磁屏蔽碳纤维复合材料以及耐高温碳纤维复合材料的研制。

  目前我国经过多年的技术攻关,已初步解决了碳纤维生产加工难,完全依赖进口的局面,但也存在突出的问题,如提高碳纤维复合材料机械链接部位的安全可靠性,控制碳纤维复合材料制件生产质量的稳定性,以及加强碳纤维复合材料的结构设计和工艺研究,制定新的设计标准等。有专家预计,到2020年,我国将建成千吨级T1000碳纤维生产线和百吨级MJ系列碳纤维生产线,赶上日美等碳纤维技术强国。

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