我国接触碳纤维有一段时间了,如今终于有了起色,这预示着我国在一个新的领域有了重大的突破,未来一片光明。
碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。
碳纤维是国民经济和国防建设中不可或缺的战略性新材料,因其性能优异而被广泛应用于航空航天、体育休闲以及建筑、交通、石油等领域。经过十多年的引进消化与自主研发,我国碳纤维行业从无到有并实现了“三初”,呈现出配套不断加速、产学研体系初步构建、应用正在启动三方面特点,未来发展蕴含巨大机遇。
碳纤维工业化生产“从无到有”
碳纤维是以聚丙烯腈、沥青等化学材料为前驱体,经预氧化、碳化等过程制成的含碳量达90%以上的无机纤维材料。由于具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、导电、导热等碳材料特性,同时具有纤维材料的柔软可加工性,碳纤维被广泛应用于航空航天、工业应用和体育休闲三大领域,是近年来世界各国发展最快的新材料之一。
材料是装备的基础和前提,业内有“一代材料,一代装备”的说法。我国碳纤维的研发始于上个世纪60年代初,但由于体制机制、基础科学、工程技术、工业装备等诸多原因,一直停留在低性能碳纤维水平上,高性能碳纤维的产业化关键技术一直未能实现有效突破。
2000年以来,我国对碳纤维发展给予了高度重视。碳纤维关键技术专项于十五期间被列入国家高技术研究发展计划(“863”计划)、“高性能聚丙烯腈碳纤维基础科学问题”于十一五期间被列入国家“973”计划,“十二五”战略性新兴产业规划将碳纤维作为其中的重点之一。发展改革委、科技部、工信部等部门也都加大了对碳纤维产业化的支持力度。
北京化工大学材料科学与工程学院国家碳纤维工程技术研究中心研究员徐樑华认为,在国家政策扶持下,我国碳纤维产业从无到有,产业规模和技术水平都得到较大发展。