首页 能源 正文

“碳”为观止的材料之王

发布时间:2017-08-10 16:34:41 | 来源:太原日报 | 编辑:薛阳 | 责编:石丽敏

  “21世纪的新材料之王”——这个称号属于碳纤维。在我市阳曲县转型发展产业园区,山西钢科碳材料有限公司(简称“太钢钢科”)已在高端碳纤维及其复合材料的生产、研发和制造上默默耕耘了5年。

  碳纤维材料作为高端装备制造的基础,被列入“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的重大技术专项。特别是 T800 级碳纤维,它是航天航空领域的关键新材料,承担着国防现代化的重要使命,欧美日等国对我国一直采取技术封锁政策。目前国内 T800 级碳纤维产业化加速推进。去年1月,经国家国防科技工业局审核批准,太钢集团正式成为国家级航空航天 T800H 碳纤维“一条龙”项目的研制单位。据预测,到2020年,全球碳纤维的需求量将不断增大,碳纤维复合材料的应用也将进入全新的时代。带着对碳纤维的好奇,记者走进太钢钢科,带您认识这种“外柔内刚”的材料之王。替代金属应用空间巨大

  “碳纤维成材看起来就像布料一样。它可以实现对钢铁、铝合金等多种传统金属材料的替代。”郝俊杰,博士,山西钢科碳材料有限公司技术研发部副部长。他介绍说,碳纤维是一种含碳量在93%以上的新型纤维材料,被广泛应用于航空航天、交通运输等领域。其不仅具有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

  一般来说,碳纤维重量不到钢的四分之一,但抗拉强度是钢的7倍至10倍,且主要性能均显著优于钢,还具有耐腐蚀、不蓄热等优点。“对于同样的结构件来讲,碳纤维最大的优势就是减少用量、降低重量。”郝博士说,“实现对传统金属材料的替代,关键是要考虑成本因素,如果成本相同,用户肯定愿意选择性能更优的碳纤维。”

  在降低成本方面,我国对碳纤维的研发生产起了主要作用。2008年,当我国企业宣布 T300 碳纤维实现规模化生产时,这一规格产品的国际价格就由每公斤500元降至120元以下;2012年,当高性能的 T700 级碳纤维在我国实验成功时,这一规格产品的国际价格又从每公斤400元降至160元。2014年4月,太钢集团生产出第一批合格的 T800H 碳纤维,市场价格也随之再次下降。目前,产品技术质量指标达到国内领先、世界一流水平,产品已经正式批量供应。

  碳纤维是典型的高科技新型工业材料。飞机制造等军工领域,风力发电叶片等工业领域,电磁屏蔽除电材料,人工韧带等身体代用材料;制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等,以及球棒等体育领域……从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品,碳纤维复合材料应用领域十分广阔。研发加速未来材料首选

  推进汽车、飞行器等产品的轻量化以降低油耗、应对资源和环境的严峻挑战,已经成为工业发展的重要主题。

  目前,波音787飞机的机身、机翼等主要部件都采用了碳纤维复合材料,重量比例超过了50%;而汽车上碳纤维的应用在国内也已开始,有专家表示,未来能够颠覆汽车行业,或者把汽车行业带到更高高度的有两件事情:一是 AI (人工智能),第二个就是碳纤维部件引领汽车轻量化。只要能降低成本,碳纤维材料必将成为世界未来的主流材料。

  其实,对碳纤维的研发,中科院山西煤化所从上世纪60年代就开始了,积累了宝贵经验。而太钢钢科,正是太钢的“产业资本”与中科院的“技术资本”深度融合的重要成果和成功范例。

  为满足国防事业和国民经济发展急需,根据国家重大专项材料需求和我省产业升级战略部署,太钢集团与中科院山西煤化所合作进行 T800 级碳纤维工程化研究。长期以来,其核心技术被少数国家封锁和垄断。2013年12月,太钢钢科率先突破了大容量间歇聚合釜、纺丝蒸汽牵伸炉和高温碳化炉等关键技术瓶颈,建成一条 T800H 聚丙烯腈碳纤维百吨级专线,拥有完全自主知识产权。

  “到今年底,高端碳纤维二期项目竣工投产后,可形成年产千吨级高端碳纤维的产业基地。”太钢钢科公司党工主管沙洪波说,坚持自主创新、立志产业报国,太钢将加快推进低成本碳纤维及复合材料技术的创新,建设国内领先、世界一流的碳纤维产业基地,进一步满足国防重大专项和航空航天等领域的需求。

  高端碳纤维材料的需求快速增加,三期项目全部建成后,太钢钢科将形成从基础原料、复合材料到制品构件的碳纤维完整产业链,我市也将拥有超百亿元的新材料产业基地。(作者:丁洁)

  

国际在线版权与信息产品内容销售的声明:

1、“国际在线”由中国国际广播电台主办。经中国国际广播电台授权,国广国际在线网络(北京)有限公司独家负责“国际在线”网站的市场经营。

2、凡本网注明“来源:国际在线”的所有信息内容,未经书面授权,任何单位及个人不得转载、摘编、复制或利用其他方式使用。

3、“国际在线”自有版权信息(包括但不限于“国际在线专稿”、“国际在线消息”、“国际在线XX消息”“国际在线报道”“国际在线XX报道”等信息内容,但明确标注为第三方版权的内容除外)均由国广国际在线网络(北京)有限公司统一管理和销售。

已取得国广国际在线网络(北京)有限公司使用授权的被授权人,应严格在授权范围内使用,不得超范围使用,使用时应注明“来源:国际在线”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。

任何未与国广国际在线网络(北京)有限公司签订相关协议或未取得授权书的公司、媒体、网站和个人均无权销售、使用“国际在线”网站的自有版权信息产品。否则,国广国际在线网络(北京)有限公司将采取法律手段维护合法权益,因此产生的损失及为此所花费的全部费用(包括但不限于律师费、诉讼费、差旅费、公证费等)全部由侵权方承担。

4、凡本网注明“来源:XXX(非国际在线)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,丰富网络文化,此类稿件并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

5、如因作品内容、版权和其他问题需要与本网联系的,请在该事由发生之日起30日内进行。

友情链接

                         山西省人民政府  |  新华网山西频道  |  人民网山西频道  |  央广网山西频道  |  中国新闻网山西频道  |  山西网络广播电视台  |  山西日报  |
                         
                                                                                太原日报  |  太原广播电视台  |  山西晚报  |  太原晚报  |  黄河新闻网