山西云岡經(jīng)開區(qū)清潔能源產(chǎn)業(yè)園，一條嶄新的生產(chǎn)線發(fā)出低沉的轟鳴。卷繞機上，數(shù)萬根細絲般的黑色纖維匯成一道道“烏亮河流”，勻速流淌。

由中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研制的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的T1000級高性能碳纖維，就從這里穩(wěn)定產(chǎn)出，形成中國材料行業(yè)期盼已久的“黑金之河”。

“從‘無米下炊’到‘高端迭代’，我們走了二十年?！敝袊茖W(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所副所長、項目負責(zé)人張壽春說，這抹亮麗的黑色背后，是一場持久的材料創(chuàng)新攻堅。

碳纖維，強度遠超鋼鐵，重量輕如羽翼，被譽為“黑色黃金”與“新材料之王”，是高性能、輕量化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的優(yōu)選之材，其研制涉及多個學(xué)科，是一項流程長、難度大、成本高的系統(tǒng)工程。

中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所正高級工程師、技術(shù)研發(fā)負責(zé)人經(jīng)德齊介紹，2005年前后，一些國家加緊對我國實施碳纖維技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運，導(dǎo)致我國高端領(lǐng)域使用碳纖維陷入“斷糧”境地。

彼時，T300是日本東麗公司研發(fā)的碳纖維牌號，T代表拉伸強度，后面的數(shù)字越大，碳纖維的力學(xué)性能指標就越高。橫截面1平方毫米的T300碳纖維，可以吊起重約百公斤的物體。這樣的性能，讓它成為大國重器的關(guān)鍵支撐。

圖為T1000碳纖維。（中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所供圖）

碳纖維的“輕”承載的是技術(shù)突圍的“重”。我國自20世紀70年代開展相關(guān)領(lǐng)域研究，一代代人扎根山西煤化所，從零起步、摸著石頭過河。

T700、T800等牌號的碳纖維逐步實現(xiàn)量產(chǎn)，高性能碳纖維需求量快速增長，國產(chǎn)化占比逐年提升……2016年，研究團隊決定向更高難度的技術(shù)發(fā)起挑戰(zhàn)。

完成濕法T300、T700、T800碳纖維研制任務(wù)，瞄準第二代碳纖維技術(shù)——干噴濕法碳纖維技術(shù)研發(fā)，在基礎(chǔ)原理、核心工藝、國產(chǎn)化設(shè)備方面持續(xù)發(fā)力……8年多時間，團隊絞盡腦汁進行研究方案設(shè)計與論證，歷經(jīng)多次研討交流，終于在競爭激烈的碳纖維市場里走出一條獨特的高端化發(fā)展路線。

“雖然艱辛，但新一代自主化技術(shù)研發(fā)要大步向前，絕不能退縮。”張壽春說，我們已攻克具有自主知識產(chǎn)權(quán)的T1000、T1100級碳纖維等關(guān)鍵技術(shù)，為千噸級高性能碳纖維示范項目提供堅實技術(shù)后盾。

從數(shù)據(jù)上看，T1000級碳纖維單絲直徑不足人頭發(fā)絲直徑的十分之一，拉力試驗抗拉強度超過6600兆帕，相當于一根一米長的碳纖維可拉動約200公斤物體，還集耐腐蝕、耐高低溫等諸多特點于一身。

圖為碳纖維生產(chǎn)現(xiàn)場。（中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所供圖）

千噸級高性能碳纖維一期項目從動工到投產(chǎn)，僅用了一年半?？蒲腥藛T與工廠工程師從研發(fā)初期便“并肩作戰(zhàn)”，讓實驗室成果無縫對接產(chǎn)業(yè)化需求。

“核心技術(shù)靠化緣是要不來的，必須靠自力更生。”中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所黨委書記蔡長塔表示，此次成功投產(chǎn)，標志著我國在高性能碳纖維領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“跟跑”到“并跑”的重要跨越。它不僅助力填補國內(nèi)高端產(chǎn)能的空白，更為航空航天、新能源、低空經(jīng)濟等領(lǐng)域提供了自主可控的材料基石。

這份高端新材料的創(chuàng)新答卷背后，基礎(chǔ)研究、技術(shù)攻關(guān)、工程放大、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的深度融合清晰可見。一個大國在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)l(fā)展主動權(quán)牢牢掌握在自己手中的決心與信念，已化作中國制造向上突破的堅實足跡。

策劃：陳芳

統(tǒng)籌：吳晶、劉陽

記者：胡喆、王勁玉、王怡靜

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