有一种新型尖端材料,只有人头发丝粗细的十分之一筷子粗细的一小束却能拉动两架C919大飞机这就是被称为“黑黄金”的碳纤维,从造不出一块玻璃钢到碳纤维产能世界第一中央企业在复合材料领域不断实现关键技术突破以“国之大材”助力中国“智”造一路向前.
碳纤维虽然被叫做“黑黄金”但事实上,有些高性能碳纤维比黄金稀缺先来看看它有多优秀吧,碳纤维用于制造列车可以助力提升车辆速度.
碳纤维用于制造列车可以助力提升车辆速度
中国建材助力全球首列商用碳纤维地铁列车问世
碳纤维 用于航空航天 可以助力载人飞船更轻更强,承载能力更大
碳纤维用于风力涡轮机叶片可以增强叶片刚性,提高发电效率
中国建材碳纤维已经成为海陆叶片大型化发展的刚需
碳纤维用于建筑工程可以提高房屋抗震性能和承载能力
中国建材助力建造国内首例应用千吨级碳纤维索锚体系的斜拉索车行桥——徒骇河大桥
要知道碳纤维这么好生产却相当复杂长期以来碳纤维技术一直是美国和日本独霸就连前苏联也没能攻克这个难关而在60多年前别说碳纤维了我国在复合材料领域就连一块玻璃钢也造不出来
玻璃钢:不是玻璃不是钢
玻璃钢和碳纤维有啥关系呢?不妨先来拆解一下玻璃钢的制作过程:将玻璃熔化后拉成很细的纤维丝再与树脂结合就形成了玻璃钢这样做的目的只有一个得到一种强度更高的复合材料玻璃纤维和碳纤维一样在复合材料中都起到纤维增强的作用
因此,玻璃钢既不是玻璃,也不是钢本质上它是一种塑料那为什么叫玻璃钢?
时间来到上世纪50年代时任重工业部副部长的赖际发同志率团访问苏联时看到坦克外壳经受原子弹爆炸后的高温烧蚀仍然完好无损这种制作坦克外壳的特殊材料就是玻璃钢回国时他特意带回了一块材料样品他想咱们中国也一定要做出这种材料! 1958年玻璃钢的研制工作启动了从原建筑工程部玻璃陶瓷研究院(中国建材子企业中国建材总院前身)抽调了7名同志组成科研小组开始从苏联带回的样品摸索着搞。
值得庆幸的是无碱玻璃纤维首先被成功研制出来了怎么将这些玻璃纤维压制成板呢?当时不掌握热压工艺技术在一遍一遍的反复试错中烘干材料用的烘箱就爆炸了两个终于在4个月后科研小组成功压制出了我国第一块玻璃钢板它长1.2米、宽0.5米,厚5毫米放到现在根本算不上什么可在当时却实现了“零”的突破
第一块玻璃钢研制成功赖际发兴奋地说:“国外把这种产品叫‘增强塑料’,我看它强度相当于钢材,又含有玻璃组分,也具有玻璃那样的色泽,就叫‘玻璃钢’吧。”从此“玻璃钢”一词沿用至今中国复合材料工业也就此起步
玻璃钢在中国的首次应用是在国防军工事业中特别是在“两弹一星”等重大工程中发挥了重要作用而到了20世纪80年代浴缸、整体浴室、火车窗框等产品相继问世玻璃钢逐渐走进寻常百姓家成为了我们日常生活中广泛使用的材料
玻璃钢只是复合材料的一种我们应该已经能猜到“复合材料”有多强大了:理想的耐热性优异的耐腐蚀性更重要的是它只有普通钢材重量的1/6到1/4步履不停的工业化技术推动着复合材料不断迭代又一种性能更高的新材料出现了就是开头提到的碳纤维
要想制造出这样的“黑黄金”我们又经历了怎样的升级打怪之路呢? 事实上我国碳纤维材料研究起步很早1960年就开始了但进展缓慢20世纪90年代体育用品需要更加高强轻质的材料钓鱼竿从玻璃钢逐渐进入碳纤维复合材料时代国产钓鱼竿使用的碳纤维材料需要从日本采购却经常供应受限还时不时通知性涨价于是碳纤维的研发从钓鱼竿这个民用领域开始突破了
随着更多技术的掌握和应用2008年我国自主研制的T300级碳纤维成功量产终于打破了美日垄断!
中国建材T700级碳纤维生产线
四年后国产T700级碳纤维技术就达到了国际先进水平我国成为了继日美之后第三个掌握超高性能碳纤维工业技术的国家
时至今日在中国建材车间自动化生产线正开足马力生产一束束原丝向远处有序延伸经过预氧化、低温碳化、高温碳化、烘干等工序被缠绕成一轴轴高性能黑色碳纤维 干喷湿纺技术是生产高性能碳纤维的先进工艺路线中国建材以自主化、规模化为目标持续进行自主工艺研发和关键配套装备研制已逐一攻克了干喷湿纺碳纤维核心技术难题并实现产业化
中国建材全球首创干喷湿纺大丝束产品
目前中国碳纤维已经实现自给自足运行产能几乎占全球产能一半雄踞世界第一当中国的高性能碳纤维“开花结果”之时国际市场碳纤维价格应声回落
从第一块玻璃钢到复合材料领域多项世界第一从研究院所走向普罗大众曾经“高不可攀”的新型尖端材料推动着中国“智”造不断向前更在热浪滚滚的产业升级中造福着你我生活