中国航天传来喜讯，碳纤维打破封锁领先世界，西方：怕什么来什么
2017-07-26 13:15:05
作者：本网整理 来源：玻纤情报网
近日，中国航天传来喜讯：“国产M40J碳纤维工程化研制及应用”一条龙项目取得重要进展，突破了稳定化制备、碳纤维表面处理等关键技术，已经建成百吨级M40J高性能碳纤维生产线。
M40J高性能碳纤维复合材料制品具有轻量化、高比强度、高比刚度和抗振性强等特点，与航空航天常用的高强钢材对比，前者的拉伸强度和弹性模量是后者的三到五倍。
一根仅有头发丝1/10粗细的高性能碳纤维，其拉伸强度可以达到4800兆帕，相当于4.8万倍的大气压，是高精尖航天复杂型号产品不可或缺的关键材料。
并且，中国的科学家还跳出了“复制”研制形态，打破国外技术壁垒，形成一系列自主知识产权，相关性能达到世界领先水平，可谓是西方怕什么就来什么。
碳纤维材料的性能特殊，是21世纪不可缺少的战略新型材料，被誉为“黑色黄金”，其生产流程复杂，关键设备技术门槛高，设计制造难度极大。
具有高比强度，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能，其密度仅为钢的1/4，但强度却是钢的10倍。
可广泛应用于航空、航天、汽车、环境工程、化工、能源、交通、建筑、电子、运动器材等众多领域。
人民大会堂中国对于碳纤维的研究始于60年代初，由于起步比较晚，核心技术、关键设备长期被日本、美国和西欧国家垄断。
并且受“巴统”的限制，国际上在技术方面处于第一梯队的大公司都不愿意向中国转让技术，即便是有钱也买不到，特别是对T800系列碳纤维实施了长期禁运。
就在危急存亡之秋，金属学及材料科学家师昌绪先生提出要发展碳纤维，当时他已经接近80岁，完全可以少管点事，但是他认为碳纤维上不去，国防安全无保证，将死不瞑目。
之后，以师昌绪先生为组长的课题组专门对过去出现的问题做了讨论，并形成四点共识：对碳纤维的重要性和技术难度缺乏正确估计；投资严重不足，使用严重不当；形不成国家攻关队伍；缺乏创新意识和创新环境。
正是这些努力，从无到有，从弱到强，如今，国产的T800碳纤维拉伸强度平均值5.63GPa（东丽T800为5.49GPa），弹性模量平均值292GPa，断裂伸长率平均值1.9%，与东丽公司T800碳纤维产品一致。
并且，天顺化工还将规模化生产的T800级碳纤维成本控制到了国际价格的三分之一，仅为350元/公斤，这实现在技术上能与国外同类产品争锋的同时，在定价上也占据主动。
不过，对于M40J碳纤维材料，飞机上却并不适用，或者说根本用不起，由于飞机制造需要大量的碳纤维，成本控制严格，得到的成本提升和性能改善根本不成正比，不管是歼-20还是F-22都不例外。
其主要用途还是在航天领域，包括卫星的外壳、中心承力筒、太阳电池阵，还有各种反射天线、接收天线、遥控天线和C波段全向天线等。
在运载火箭方面，碳纤维常被用于火箭的排气锥体、发动机、外壳、燃烧室、发动机喷管以及整流罩等部位，对提高运载火箭发射有效载荷的能力具有十分明显的效果。
未来，随着中国在航天领域的不断突破，对高性能碳纤维的需求会不断增大。在这里，祝愿中国的科学家们在碳纤维复合材料的制造、设计、性能测试等方面有新的突破。
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