南都訊 記者伍曼娜 近日,深圳大學與長盛科技聯合攻關,在全球超高性能聚丙烯腈碳纖維領域取得重大突破,成功實現千噸級工業化規模生產,2023-2024年先后通過由中國石化聯合會和中國復合材料學會主持的科技成果鑒定和成果評價。
該成果標志著我國高端碳纖維首次達到與美日頂尖產品并駕齊驅的水平,徹底打破了國外長期技術壟斷和產品禁運,相關生產裝備和生產技術均已成功地全面國產化,實現了航空航天、國防建設等戰略性新興產業關鍵材料的自主可控。
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相關碳纖維產品被稱為國產大型客機的主干國產材料。
“工業黑色黃金”的國產化之路
碳纖維被譽為“新材料之王”和“工業黑色黃金”,其重量輕、強度高、模量高,在國防軍工、航空航天、大飛機、新能源等高技術領域具有不可替代的作用。
我國從上世紀六十年代初開始研發碳纖維,但久攻未克,長期依賴進口,成為典型的“卡脖子”關鍵材料。歷經三個“五年”國家863和973科技計劃的持續攻關,我國逐步解決了近半個世紀以來困擾我們的碳纖維戰略材料供應難題。
2024年,國產碳纖維產量已達6.7萬噸,占全球碳纖維總產量43%,滿足了國產總需求量的80%,至此,中國在碳纖維這一戰略性材料領域上已走過了整整半個世紀的艱苦攻關歷程。
攀登全球碳纖維性能之巔
盡管解決了材料供應難題,但國產碳纖維產業仍面臨“大而不強”的困境和高端產品質量穩定性欠缺的挑戰。
高端碳纖維技術創新和產業制造能力不足,嚴重制約著國防和經濟發展。2023年8月,深圳大學聯合企業協同攻關,在1700噸/年產線實現T1000級碳纖維穩定化工業生產;2024年,工程技術和科研人員持續努力攻關,面向航天航空需求的ZA70UC碳纖維在千噸級產線上實現量產,經第三方獨立評估,其拉伸強度6600-7000MPa、彈性模量324-340GPa、斷裂伸長率≥2.00%。
相關生產技術、國產裝備和高性能產品填補了國內空白并實現了全鏈條的自主可控,這一里程碑式成果標志著我國碳纖維科技攻關半個世紀后,終于首次達到了與美日碳纖維規模生產技術和相關產品并駕齊驅的水平。
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國產超高性能聚丙烯腈碳纖維生產線。
產業化應用落地生根
攻克工藝極為復雜,涉及多學科、多領域技術集成的超高性能碳纖維關鍵技術,意味著我國在材料科學領域技術研發能力達到了世界前沿水平。目前這一尖端科技成果已在多個領域實現高性能復合材料的產業應用。
深圳大學和長盛科技聯合攻關的高端碳纖維,在電子信息產業中開始進入驗證和應用階段。例如,深圳光大同創3C產品應用碳纖維材料,包括3C頭部品牌精密結構件;深圳喜德盛生產用于奧運會、亞運會、全運會的自行車、球拍等高端體育用品,受益于高性能碳纖維復合材料技術突破和國產化應用,助力先進制造產業從中國代工向中國智造轉變和發展。
尤為可喜的是,針對國產化過程中的“卡脖子”問題和關鍵技術,深圳大學和長盛科技將產學研緊密結合,使得碳纖維產品在質量穩定性、易加工性、界面處理等方面得到顯著的改善和提高,相關國產碳纖維已進入國產大飛機供應體系并成功實現批量供貨,成為了目前唯一的國產化碳纖維供應商,為國產大型客機的發展提供了堅實的原材料基礎。
這一成果確保了國防安全和國民經濟關鍵領域中核心材料的供應保障和自主可控,增強了我國在國際戰略競爭中的話語權和主動權。





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