碳纤维如何“突破重围”

发布时间：2013/3/4 0:05:57

碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，纤维的碳含量大于90%。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，在工程方面具有极为广阔的应用前景。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、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等，是民用和军用的重要材料之一。

    由于碳纤维是军民两用新材料，因此属于技术密集型和政治敏感的关键材料。先进的碳纤维技术，例如高性能PAN基原丝技术等，被国外发达国家垄断，我国碳纤维生产技术水平与国际先进生产水平相去甚远。据了解，我国国内企业大多只能生产T200、T300等低端产品，T800及以上的高端碳纤维产品我国几乎以进口为主。以我国碳纤维产品应用领域为例，我国在碳纤维质量要求较高的航空航天领域的应用比例仅为3%，而在质量要求相对较低的运动休闲用品和其他民用领域却高达80%，可见我们碳纤维产业的情况是“中低端产业过剩，高端产业发展严重不足”。发达国家一方面把持着高端碳纤维的核心技术，一方面高价向我国出口高端碳纤维产品，占有我国市场。而我国由于技术差距，我们只能任由国外产品占领我国高端市场，低端产品步履维艰，本土碳纤维企业压力倍增。

    解决研究成果产业化难题

    据了解，我国碳纤维技术并非不先进，事实上我国科研院所已经掌握了T800级碳纤维的生产工艺技术，而且实验室和中试的结果显示产品质量很高，但是在产业化环节却出问题了。其中*主要的原因就是我国的工艺和设备不配套。目前国内多数企业的生产工艺技术都来自科研院所，而企业的生产设备则是从国内腈纶生产线转化而来，要想把科研院所的生产技术拿到企业实现产业化，就需要企业在生产过程中进行改进。二是企业不注重系统工程。国内企业往往只注重发展自己的优势环节，而忽略工艺链中的短板，因此产业化技术不成熟，对生产效率、生产规模、产品的整体质量、生产成本等都有一定的负面影响。

    重视汽车和航天行业的应用

    日前，美国波音的新型客机“787”的机身采用了日本东丽生产的碳纤维，引发了业内的广泛关注。而通用和帝人于2012年达成了合作意向，并力争确立量产技术。有消息称，帝人在松山市的工厂启动能够将碳纤维与树脂结合在一起的结构材料进行量产的试验设备。通用将利用这种零部件来启动实车试验。由此可见，未来，汽车和航天产业，尤其是汽车产业，将是碳纤维的*大用户。

    碳纤维的强度是钢铁的10倍，但重量却要轻上许多，这一特点如果大量应用在汽车和航天方面，对未来提高汽车、航天飞机的性能方面有作用。但是，由于碳纤维产品的价格远比传统的金属制品昂贵，因此，成本问题将为应用带来一定的局限性。因此，我国未来应该致力于降低高端碳纤维产品的生产成本问题的研究。

    碳纤维是国家“十二五”新材料产业规划的重点突破产业。据悉，《战略性新兴产业发展“十二五”规划》“力挺”高性能复合材料产业，重点提升碳纤维等高性能纤维及其复合材料的发展水平。将碳纤维纳入国家“十二五”发展规划中，会给中国的碳纤维产业带来难得的产业发展时机。希望科研院所和企业能够精诚合作，实现自主知识产权的研发突破，打破美国、日本等国的技术垄断，改变国有高端产品在国内市场竞争中的劣势地位，并争取突破美国、日本等碳纤维生产企业的竞争枷锁，在国际市场中脱颖而出。