重大突破！拉伸強(qiáng)度突破8GPa，我國自主研發(fā)的超高強(qiáng)碳纖維全球首發(fā)

我國自主研發(fā)的

“黑色黃金”全球首發(fā)

3月11日，我國自主研發(fā)的T1200級超高強(qiáng)度碳纖維全球首發(fā)。這一突破填補(bǔ)了全球相關(guān)領(lǐng)域的空白，標(biāo)志著我國在超高強(qiáng)度碳纖維生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大跨越。

T1200級碳纖維，被稱為“黑色黃金”“新材料之王”“地表超強(qiáng)材料”，其直徑不到頭發(fā)絲的十分之一，但拉伸強(qiáng)度卻是普通鋼材的10倍，密度卻只有鋼材的四分之一。輕且堅韌的特點十分突出，可以廣泛應(yīng)用于航空航天、低空經(jīng)濟(jì)、人形機(jī)器人等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

中國建材集團(tuán)董事長周育先表示，此次發(fā)布的SYT80超高強(qiáng)度碳纖維，工程化拉伸強(qiáng)度突破8000兆帕，由中國建材集團(tuán)自主研發(fā)。值得關(guān)注的是，它并非實驗室里的樣品，而是已經(jīng)具備百噸級量產(chǎn)能力的工業(yè)化產(chǎn)品。這也讓我國成為全球首個實現(xiàn)該級別碳纖維百噸級量產(chǎn)的國家。

T1200級超高強(qiáng)度碳纖維

到底有多“強(qiáng)”？

作為航空航天、高端裝備、新能源等領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料，超高強(qiáng)度碳纖維長期是全球材料科技競爭的制高點。

而“黑色黃金”T1200級超高強(qiáng)度碳纖維，是目前全球強(qiáng)度最高的工業(yè)化量產(chǎn)碳纖維。

T1200級碳纖維有多強(qiáng)？

• 耐腐蝕

碳纖維在生產(chǎn)過程中經(jīng)歷了近2000℃高溫的碳化，化學(xué)性能非常穩(wěn)定。將金屬片和碳纖維織片放進(jìn)主要成分是鹽酸和硝酸的王水中，金屬片瞬間發(fā)生劇烈反應(yīng)，而碳纖維織片泡了一會兒后都沒有任何變化。

• 防火和阻燃性能強(qiáng)

用噴槍進(jìn)行火燒測試，碳纖維編織的布料中間已經(jīng)被燒紅，卻沒有冒煙，更不會被點燃，安全性能非常好。

• 強(qiáng)度最高、最細(xì)、最輕的碳纖維

通過電子顯微鏡放大800倍，對比頭發(fā)絲和T1200級碳纖維，頭發(fā)絲表面布滿鱗片，直徑約67微米，而T1200級碳纖維絲直徑還不到4.5微米。

△放大800倍的頭發(fā)絲（左）與T1200級碳纖維（右）。

一根由12萬根碳纖維絲擰合而成的碳纖維繩，繃緊以后的理論直徑還不到2毫米，就可以拉動滿載著54個成年人的大客車。

T1200級碳纖維是怎樣“煉”成的？

T1200級超高強(qiáng)度碳纖維整個生產(chǎn)流程跨越1000多米高溫生產(chǎn)線，需要3000多個精密工藝實時精準(zhǔn)控制。

碳纖維的生產(chǎn)線看起來像一個紡織車間，一排排白色的柱體就是碳纖維的原絲。

白色的原絲沿著退絲機(jī)進(jìn)入下一道工序：預(yù)氧化。

預(yù)氧化在內(nèi)部溫度200℃到300℃之間的氧化爐中進(jìn)行，最考驗火候的把控。就像煎3分熟的牛排，先用溫火慢煎，里面既不能太生，表面也不能太焦。它的作用是讓原絲更耐熱，在后面的高溫碳化過程中不會熔斷。

在十幾層的S形往返卷軸上，最先進(jìn)入氧化爐的原絲從白色開始變得金黃，隨著進(jìn)出氧化爐的次數(shù)越來越多，原絲由下往上，顏色變得越來越深。從金黃到深黃，再到棕色，最后變成黑色。

接下來就到了無氧碳化環(huán)節(jié)。低溫爐里的溫度是600~1000℃，原絲里的非碳物質(zhì)在這里被基本去除；高溫爐里的溫度達(dá)1000~2000℃，在這里，材料真正完成碳化，成為碳纖維。

我國碳纖維產(chǎn)能

穩(wěn)居全球第一

T1200級碳纖維的成功，并非單點技術(shù)突破，而是我國碳纖維產(chǎn)業(yè)整體崛起的縮影。

從起步之初高端產(chǎn)品全靠進(jìn)口、關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備被封鎖，到如今T1200級碳纖維全球首發(fā)并達(dá)成百噸級量產(chǎn)，我們用20多年走完了國外近半個世紀(jì)的攻關(guān)路。

據(jù)中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，“十四五”期間我國碳纖維產(chǎn)量保持超30%的年均增速。目前，我國碳纖維產(chǎn)能占世界總產(chǎn)能約50%，穩(wěn)居全球第一，已形成覆蓋基礎(chǔ)研究、技術(shù)研發(fā)、規(guī)模化生產(chǎn)到下游應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)體系。

2025年我國碳纖維產(chǎn)量約9萬噸，碳纖維出口2092.7噸。從國內(nèi)表觀需求量看，2025年我國的碳纖維國產(chǎn)化率超92%，而10年前，這一數(shù)據(jù)只有13.4%。

我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的逆襲之路，正是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的生動寫照。未來，更多“中國造”的頂尖材料，將支撐起中國制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，為國家科技自立自強(qiáng)筑牢根基。

來源丨央視新聞、央視財經(jīng)。

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