高性能碳纖維是制造先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)基體之一，其制備技術(shù)壁壘高，應(yīng)用輻射面廣，產(chǎn)業(yè)帶動力強(qiáng)，是世界各國發(fā)展高新技術(shù)、尖端技術(shù)、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)，也是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中最重要的發(fā)展方向之一，其科技發(fā)展水平受到全世界的重點(diǎn)關(guān)注。
為加快國產(chǎn)碳纖維制造產(chǎn)業(yè)布局，中國建材集團(tuán)有限公司(以下簡稱中國建材)積極響應(yīng)國家號召，以習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會主義思想和關(guān)于全面深化改革的一系列新思想為指導(dǎo)，以國務(wù)院國資委戰(zhàn)新產(chǎn)業(yè)“百大工程”-“高性能碳纖維研發(fā)制造及航空復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化示范”項(xiàng)目為牽引，全力打造碳纖維“研發(fā)-產(chǎn)業(yè)化-復(fù)材應(yīng)用研發(fā)”一體化產(chǎn)業(yè)鏈，建設(shè)全球單體最大的高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)基地和中建材航空復(fù)合材料研發(fā)制造基地，服務(wù)國家安全建設(shè)和國家重大戰(zhàn)略，保障戰(zhàn)略性原材料自主可控。
技術(shù)賦能，向“新”而行
碳纖維是重要的戰(zhàn)略物資。中國建材在國務(wù)院國資委的戰(zhàn)略引領(lǐng)下，國內(nèi)率先、國際第三突破了世界先進(jìn)的干噴濕紡碳纖維關(guān)鍵技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了核心裝備自主化，榮獲了國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
技術(shù)升級帶來產(chǎn)品精進(jìn)迭代。近年來，中國建材在現(xiàn)有高強(qiáng)、高強(qiáng)中模、高強(qiáng)高模產(chǎn)品基礎(chǔ)上，聚焦市場需求趨勢，堅(jiān)定技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略，“高性能+低成本”雙輪驅(qū)動，打造獨(dú)特優(yōu)勢。在全球首次采用干噴濕紡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低成本高性能48K大絲束碳纖維萬噸級制備，賦予工業(yè)復(fù)合材料更高的強(qiáng)度和壓縮應(yīng)變，以及更好的抗疲勞性能，支撐了陸上和海上最長葉片、直徑最大拉桿、世界最大跨度斜拉索等多個(gè)“之最”的應(yīng)用。中國建材在追求極致性能的道路上不斷創(chuàng)新，深入研究碳纖維微晶結(jié)構(gòu)，對標(biāo)世界一流，開發(fā)SYT70高性能碳纖維，拉伸強(qiáng)度≥7000MPa，拉伸模量≥324GPa，是目前國際上最高性能的商業(yè)化碳纖維產(chǎn)品;圍繞新一代航空航天等戰(zhàn)略領(lǐng)域需求，開發(fā)SYT70G碳纖維產(chǎn)品拉伸強(qiáng)度≥6600MPa，拉伸模量≥340GPa。目前，中國建材T1100級高性能碳纖維已用于高端體育領(lǐng)域，并在航空航天領(lǐng)域開展應(yīng)用驗(yàn)證。
一代材料，一代裝備。中國建材將持續(xù)圍繞“高性能+低成本”戰(zhàn)略目標(biāo)，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，開發(fā)更高強(qiáng)度、更高模量、更新一代的碳纖維制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)碳纖維性能繼續(xù)提升。
產(chǎn)業(yè)賦能，向“質(zhì)”而行
碳纖維兼具碳材料的固有本征特性以及紡織纖維的柔軟可加工性，廣泛應(yīng)用于航空航天、風(fēng)電葉片、碳碳復(fù)材、壓力容器、軌道交通、建筑、體育休閑等領(lǐng)域，已逐漸成為各行各業(yè)炙手可熱的“明星”。
中國建材從技術(shù)突破成功建立第一條千噸T300級碳纖維生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)碳纖維“從無到有”的飛躍;到技術(shù)創(chuàng)新建成國內(nèi)首條千噸級干噴濕紡碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品性能達(dá)到世界先進(jìn)水平;再到技術(shù)升級建成中國首個(gè)萬噸級碳纖維生產(chǎn)基地，打破國外對于超高性能碳纖維的壟斷。目前中國建材已建成高性能碳纖維總產(chǎn)能2.9萬噸，產(chǎn)能規(guī)模躍居世界前三、國內(nèi)第一。
聚焦戰(zhàn)略性布局，牢牢把握新一代技術(shù)變革新機(jī)遇。在江蘇省連云港市首次采用了國內(nèi)領(lǐng)先的4.0版本的碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)進(jìn)行3萬噸碳纖維新生產(chǎn)基地設(shè)計(jì)。在施工現(xiàn)場，吊臂起落，機(jī)器轟鳴，工程車、運(yùn)輸車來回穿梭，數(shù)百名工人正在進(jìn)行廠房建設(shè)作業(yè)，穩(wěn)步推進(jìn)工程進(jìn)度。目前，土建方面已完成聚合廠房主體建設(shè)，正在進(jìn)行紡絲、碳化車間以及產(chǎn)區(qū)公用工程建設(shè);設(shè)備安裝方面，已完成部分聚合線主體設(shè)備安裝，首條碳化線生產(chǎn)設(shè)備安裝中。
產(chǎn)品應(yīng)用，向“深”而行
2024年5月，習(xí)近平總書記在參觀中國商飛設(shè)計(jì)研發(fā)中心時(shí)作出指示：“我們一定要有自己的大飛機(jī)!”自主研制大飛機(jī)是國家重大戰(zhàn)略策略。深入航空應(yīng)用，助力國產(chǎn)大飛機(jī)研制是中國建材響應(yīng)國家號召的重要舉措。
碳纖維質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有高硬度、高強(qiáng)度、重量輕、高耐化學(xué)性、耐高溫的特性，是國產(chǎn)大飛機(jī)研制的重要選擇之一。中國建材積極推進(jìn)碳纖維航空復(fù)材應(yīng)用研發(fā)，從“樹脂-碳纖維-預(yù)浸料-復(fù)材產(chǎn)品”多方位布局，開啟大飛機(jī)原材料國產(chǎn)化之路。近年來，突破了預(yù)浸料生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)浸料力學(xué)性能與國外產(chǎn)品水平相當(dāng)，獲得商飛PCD預(yù)批準(zhǔn)，形成了完整的生產(chǎn)體系，并成功實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)T800級碳纖維預(yù)浸料在航空典型零部件上的制造工藝驗(yàn)證，包括1米C型梁和3米級共膠接加筋壁板的制造與檢測，充分證明國產(chǎn)材料的可行性與穩(wěn)定性。
國之重器，破局崛起。中國建材將緊密配合國產(chǎn)大飛機(jī)研制進(jìn)程，著力突破碳纖維在大型客機(jī)、民用飛行器等民用航空領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用技術(shù)，鞏固國產(chǎn)大飛機(jī)供應(yīng)鏈安全，為中國航空產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的材料基礎(chǔ)，同時(shí)立足新基地，開展更低成本、更大規(guī)?；⒏叻€(wěn)定性的碳纖維技術(shù)攻關(guān)，為我國復(fù)合材料領(lǐng)域發(fā)展提供充足可靠的高性能材料保障。
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