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中国打破国外碳纤维大封锁:未来想造什么武器都行
送交者: 赤松子5 2018年01月11日03:23:40 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

  2018年1月8日,在北京召开的2017年度国家科学技术奖励大会上,中复神鹰碳纤维有限责任公司牵头完成的“干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用”项目荣获国家科技进步一等奖。军事专家雷泽告诉记者,这是他最关心的几个获奖项目之一,因为这个奖太艰难了,但其对中国国防技术发展和武器装备换代升级就有里程碑意义,众所周知,碳纤维作为国家战略性新材料,在航天航空、导弹火箭武器、坦克装甲材料等领域拥有广泛的应用,特别是以聚丙烯腈(PAN) 基高性能碳纤维由于具有优异的综合性能,成为国防与国民经济建设的关键战略材料,是世界各国发展高新技术、国防尖端技术和改造传统产业的物质基础和技术先导,PAN基高性能碳纤维是现代高性能洲际导弹和中程导弹的核心壳体材料,上世纪80年代后期美国在突破了碳纤维导弹壳体生产技术后,各类型战术、战略导弹的射程都远大于前苏联,且体积和重量要小得多。

  碳纤维由于其质量小,所以动力消耗少,可节约大量燃料,在不需要提升发动机性能的情况下,极大的改善了飞机和各种导弹的例性能,例如2007年问世的A380超大型民用飞机,复合材料比重占25%左右,百公里油耗不到3公升每人,2010年推出的波音787飞机和空客A350新一代客机用复合材料占整个机体的50%左右,未来甚至还将发展出全复合材料的飞机。上世纪60年代基于我国航空航天领域对碳纤维材料迫切需求的背景下,国内开始组织开展对碳纤维的基础研究工作。

  但是由于碳纤维的制造工艺复杂、多学科交错、基础技术要求高等原因,直至上世纪80年代,我国虽已建成碳纤维原丝生产线,产品性能基本达到当时日本东丽T200级的水平,但产品质量及稳定性一直未能突破,无法作为航空航天用结构材料,我国一系列重要的导弹型号只能使用性能很差的材料,例如早期的东风-4、东风-31和巨浪-1导弹的壳体均采用落后的低合金高强度钢壳体,其结构重量很大,几乎是同等尺寸下美俄导弹的几倍。

  正因为如此,西方国家在上世纪60年代就开始对华实施碳纤维材料的技术禁运,按照“巴统”和之后《瓦森纳协定》,以美国为首的西方国家对我国实施严格的碳纤维材料禁运,实际上,高强度碳纤维原丝和其生产技术是西方国家对中国严格禁运的最重要技术,和这个等级的禁运相提并论是核武器和芯片制造技术。以日本和美国为代表的碳纤维主要生产国一方面对中国实施禁运,另一方面还抓捕任何企图购买和贩卖碳纤维的个人,那怕只是用来生产高品质钓鱼竿、自行车和减震设备的碳纤维,连钓鱼竿的材料都不给中国,足见封锁之彻底。 除了碳纤维原丝禁运之外,其制备技术及装备一直被国外发达国家垄断和封锁,我国长期处于受制于人的被动局面。干喷湿纺是目前国际上高性能碳纤维的先进制备技术,仅有日本和美国两家企业掌握,研发具有自主知识产权的干喷湿纺纺丝技术及成套装备并实现产业化,尤为紧迫和重要。

  所谓的干喷湿纺工艺,与传统湿法纺丝不同,干喷湿纺技术有着生产效率高、碳纤维品质好、生产成本低等优点,是国内外主流的纺丝工艺,目前日本东丽公司(该公司在世界碳纤维界的地位类似于美国苹果公司在手机界)均采用上面的生产工艺。几年来,在中复神鹰碳纤维有限责任公司的不断攻关下,中国不仅一次性突破了干喷湿纺碳纤维的核心技术难题,取得了一系列重大科技成果。最关键的是,具有自主知识产权的干喷湿纺千吨级高强以及百吨级中模碳纤维产业化生产体系,去年该公司还建成我国首条千吨级T800级别高模量航天级碳纤维生产线,加上中简、江苏航科、吉化等一系列军用级别T700和T800级碳纤维生产能力,目前我国碳纤维产业已经全面突破了T700和T800级碳纤维生产技术,产能在未来五年内将达到世界第二的水平。

  据了解,在我国碳纤维这几年的大发展下,国产高性能碳纤维已应用于航天一院、三院、中航工业和商飞,突破了新型战略武器舱段、反导武器锥筒、直升机旋翼、歼击机调节板、大型客机机身筒段、高铁车身等关键复材构件加工瓶颈,实现从无法加工、手工低质加工到高质数字化加工跨越,对多种新一代重点型号研制和批产起到重要支撑作用,这其中包括红旗-19、动能-2、东风-41、歼-20、歼-16、FC-31、东风-17、巨浪-2和巨浪-3等。


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