[交流] 吉林石化碳纤维助国产大飞机“轻装上阵” 已有19人参与

      6月7日，位于吉林的国家碳纤维工程技术研究中心的中试数据显示，我国高性能碳纤维研制技术获新突破，产品性能完全满足国产大飞机主结构制造需要。我国最大碳纤维产业基地现雏形。

　　吉林石化公司是我国最早从事碳纤维研发的单位之一。2008年12月，由吉林石化和北京化工大学共同组建的国家碳纤维工程技术研究中心通过国家科技部审查验收，2009年10月13日正式挂牌。该中心有18名博士、31名硕士、3名中国石油高级技术专家，在碳纤维研发领域形成了较完备的研发体系和人才队伍，积累了宝贵的研发和组织经验。

　　近几年，吉林省吉林市碳纤维产业飞速发展，到目前已形成从原丝到制品的完整产业链。吉林市正在成为我国最大的碳纤维产业基地，并被认定为国家级碳纤维高新技术产业化基地。

　　国家碳纤维工程技术研究中心技术人员介绍，我国仅用4年时间，就完成了发达国家14年才完成的科研攻关任务。碳纤维性能在T300级基础上，跃上新水平。

　　碳纤维的研制开发，受到了党和国家领导人的关注和集团公司领导的重视。国家领导人曾批示：“举全国之力，集中力量突破。”

　　2002年，国家科技部向吉林石化下达了高性能碳纤维项目攻关任务。随后，吉林石化工程技术人员在蔡小平博士带领下，在之前近40年研发基础上，集中力量开展碳纤维攻关。2007年10月，这个公司完成了试验放大任务。2009年6月，吉林石化百吨级高性能碳纤维生产装置建成投产，填补了国产高性能碳纤维空白，打破了国际技术和装备垄断，满足了国家需要。

　　碳纤维是一种纤维状增强材料，具有比重小、强度高和耐高温等特点，广泛应用于工业、体育等领域。近年来，随着碳纤维及其复合材料生产技术的成熟，这种材料开始在民用大飞机上广泛使用。

　　“国产大飞机也将使用以碳纤维合成物为主体的新型复合材料。”中国商用飞机有限责任公司副总经理、大型客机总设计师吴光辉表示。据了解，国产大飞机研制的第一阶段将采用15%的这种新型复合材料，第二阶段将采用23%至25%的复合材料。

　　吉林石化公司总经理、碳纤维攻关领导小组组长王光军说：“作为国有企业，我们就是要勇于承担经济、政治和社会责任，坚定走碳纤维产业化道路。”

　　目前，吉林石化千吨级碳纤维工业化生产可研报告已完成，初步设计工作正在紧张进行中。

　　■解疑释惑

　　□T： T300、T700指的是碳纤维的品级，通常以拉伸强度指标作为衡量标准。

　　□K：指碳纤维里面含的单丝数量。K是单位“千”。1K就是1000根，3K就是3000根，依此类推。一般厂家会将碳纤维丝束中单丝为24K的碳纤维定义为“超细高系数碳纤维”。 （杨春雨整理）

　　□碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理得到的微晶石墨材料。它的比重不到钢的1/4，抗拉强度是钢的7倍至9倍，抗拉弹性模量高于钢。

　　□实验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低近一半。在载重汽车上使用碳纤维复合材料后，每辆汽车质量可降低200公斤左右。

　　□碳纤维“外衣”能大幅度降低飞机能耗。采用碳纤维复合材料的大飞机，每位乘客的百公里油耗不到3升，比普通机型油耗低12%。

　　目前，从世界范围看，碳纤维复合材料在小型商务飞机和直升机上的使用量已占全部材料的70％至80％，在大型客机上占15％至50％。

　　■背景链接

　　碳纤维的应用及其行业发展

　　碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统应用领域中，碳纤维除了用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷和混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等代替材料，以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人和汽车驱动轴等，广泛应用于航空航天、建筑、体育和民生等领域。

　　世界范围内，碳纤维研究始于19世纪60年代，在20世纪50年代至60年代实现工业化，是应宇航工业对耐烧蚀和轻质高强材料的迫切需求发展起来的。目前，有黏胶基、沥青基和聚丙烯腈（PAN）基三种原料体系的碳纤维。黏胶基和沥青基碳纤维用途较单一，产量有限。聚丙烯腈基碳纤维由于生产工艺较简单，产品力学和高温性能优异，而且兼有良好的结构和功能特性，发展较快，已成为高性能碳纤维发展和应用最主要的品种，是当前碳纤维发展的主流，产量占90％左右。

　　世界碳纤维生产主要集中在日本、英国、美国、法国和韩国等发达国家和我国台湾省。主要生产商为日本东丽公司、东邦人造丝公司、三菱人造丝公司三大集团，以及美国的卓尔泰克、阿克苏、阿尔迪拉和德国的SGL公司等。日本的三家企业约占世界碳纤维产量的78%。发达国家的碳纤维行业已逐步走向成熟。

　　日本东丽公司是目前全球最大的碳纤维生产公司之一，形成了从原料到聚合、纺丝、织布、印染和缝制的一条龙业务。这个公司创立于1926年1月。1984年，日本东丽公司率先研制成功T800级碳纤维。　（周学成整理）

　　■专家访谈

　　“我们正迎来碳纤维产业的春天”

　　吉林石化研究院总工程师、碳纤维厂厂长 蔡小平

　　这些年，我们攻关工作不断取得突破，一方面由于攻关人员牢记使命，合力攻坚；一方面受益于我国设备制造和控制水平不断提高，受益于我国综合国力的增强。

　　我国的碳纤维研究起步并不算晚，但和国际先进水平比，大多数产品的技术水平较低。我认为，造成这种局面主要有两个原因。

　　一是在科技创新上的投入因素。在20世纪80年代前后，我们曾成功研制硝酸法聚丙烯腈原丝，获得国家科技进步三等奖和化工部科技进步一等奖，并自行设计和制造了百吨级硝酸法聚丙烯腈原丝生产装置，建成当时国内首套最先进的每年100吨碳化装置，满足了国家需要。但此后相当一段时间，在碳纤维研发上基本没有太多投入。直到进入21世纪，这种情况才有根本改变。

　　二是市场因素。在相当一段时期，国内市场不是很大，而且只要我们在碳纤维产品上取得突破，国外就会取消限制，使我们失去市场。

　　近几年，碳纤维研发工作得到国家和中国石油的大力支持，攻关工作取得了许多重要突破。我相信，在国家的重视和支持下，我们一定能够在碳纤维领域进入世界先进行列。

　　碳纤维是集多行业、多学科、多因素和多质量控制指标为一体的产品。它的研发受到一个国家综合实力的影响。这些年我们攻关工作不断取得突破，一方面由于攻关人员牢记使命，合力攻坚；一方面受益于我国设备制造和控制水平不断提高，受益于我国综合国力的增强。现在，我国碳纤维产业已经形成研、产、用协调发展的良好局面。我们正迎来碳纤维产业的春天。 （杨春雨整理）

　　■相关资料

　　我国碳纤维发展简介

　　我国的碳纤维研究开始于20世纪60年代，80年代开始研究高强型碳纤维。21世纪以来发展速度加快，我国碳纤维工业进入产业化发展阶段。

　　据不完全统计，目前，我国已有12家生产规模大小不一的聚丙烯腈基碳纤维生产厂家，产品规格为1K、3K、6K和12K。2000年开始，我国碳纤维向技术多元化发展。目前，利用自主技术研制的少数国产T300级碳纤维产品已经达到国际同类产品水平。

　　目前，吉林市碳纤维高新技术产业化基地被认定为国家级高新技术产业化基地。基地内拥有骨干企业6家，在建项目11项。到2012年，该基地将成为世界领先的碳纤维生产应用基地。

       来源：http://news.cnpc.com.cn/system/2011/06/13/001337238.shtml