從上世紀六七十年代艱難起步，到2008年突破宇航級碳纖維技術；從依賴進口，到日美對我國封鎖和禁運，再到實現(xiàn)高性能碳纖維國產(chǎn)化……山西碳纖維的成長發(fā)展之路，與中國碳纖維的發(fā)展歷程同步。目前，山西省碳纖維技術在國內(nèi)已處于明顯優(yōu)勢地位。
有著“冰上F1”之稱的國產(chǎn)雪車
北京冬奧會賽場上，由T800級碳纖維復合材料制作的雪車和雪車頭盔用的原料碳纖維就是由山西提供的�！癟800級碳纖維是我們與中國寶武太鋼集團鋼科公司聯(lián)合開發(fā)的，密度只有鋼的1/4，強度是鋼的5倍至10倍，諸多優(yōu)良性能讓碳纖維成為冬奧會上一張亮麗的山西名片。”今年全國兩會期間，全國人大代表、碳纖維制備技術國家工程實驗室主任、中國科學院山西煤炭化學研究所研究員呂春祥向大家介紹。
呂春祥從事碳纖維研究20多年，是碳纖維從無到有、從有到優(yōu)的親歷者。碳纖維技術集成度高、國際競爭激烈，因制備工藝過程復雜，技術難度大，我國碳纖維材料曾一度受制于日本、美國等國家。呂春祥說：“長期以來，我國自主創(chuàng)新能力不足，尤其是發(fā)達國家對技術的嚴格封鎖，導致我國技術比國外落后20多年。特別是2005年以來，日美加緊對我國碳纖維技術和產(chǎn)品禁運，我國高端領域用碳纖維面臨無米之炊的境地。”
解決這個關鍵問題，必須把技術和發(fā)展的主動權牢牢掌握在自己手里。呂春祥帶領團隊勇于承擔重任。當時我國對碳纖維的關鍵工藝流程和裝備認識處于朦朧狀態(tài)，實驗室技術尚未真正解決，碳纖維國產(chǎn)化和高端應用保障更是望塵莫及。作為技術總負責人，他在時間緊、任務重和基本沒有可靠資料借鑒的情況下，精心設計方案，從科學原理、工程原理方面論證，嚴密組織方案。
經(jīng)過三年奮力攻關，終于突破了宇航級碳纖維技術，解決了碳纖維產(chǎn)業(yè)化關鍵設備的成敗性技術風險問題，徹底改變了我國碳纖維受制于人的被動局面，實現(xiàn)了碳纖維的自主保障，為使我國成為繼日美之后第三個掌握宇航級碳纖維技術的國家作出重要貢獻。
特別是在T800碳纖維技術攻關過程中，呂春祥團隊發(fā)現(xiàn)進口材料存在壓縮強度低、拉伸壓縮性能嚴重不匹配的短板，在航天應用需求的牽引下，成功開發(fā)了高壓縮強度的碳纖維，這一技術突破為實現(xiàn)國產(chǎn)碳纖維技術由跟蹤仿制到自主創(chuàng)新跨越邁出了關鍵一步。
多年來，呂春祥帶領他的團隊，攻破一個又一個難關，不僅突破了發(fā)達國家的技術與市場壟斷壁壘，更形成了獨立自主的成套技術體系和知識產(chǎn)權。目前正在積極開展我國第三代復合材料增強體——高強高模高延伸率碳纖維技術研發(fā)。
碳纖維的發(fā)展，不僅體現(xiàn)在實驗室技術的突破，更體現(xiàn)在工程化技術的開發(fā)、產(chǎn)業(yè)應用。2012年9月，呂春祥帶領團隊與當時的太鋼集團合作進行T800碳纖維的產(chǎn)業(yè)化，山西鋼科碳材料有限公司應運而生。
2013年底，第一條T800級碳纖維生產(chǎn)線建成投產(chǎn)；2016年1月，在國家組織的比選中，山西鋼科的T800碳纖維產(chǎn)品以其優(yōu)異的產(chǎn)品性能和質(zhì)量穩(wěn)定性力拔頭籌，為國家航天航空領域的應用研究提供了材料保障；2017年12月，年產(chǎn)千噸級高端碳纖維二期工程順利建成投產(chǎn)；2021年，年產(chǎn)1800噸高端碳纖維項目投產(chǎn)，可滿足國民經(jīng)濟重要領域?qū)Ω咝阅芴祭w維的需求；今年四期項目也將完工投產(chǎn)……
2017年6月22日，習近平總書記在山西視察調(diào)研時，在山西鋼科碳材料有限公司了解高端碳纖維研發(fā)、生產(chǎn)、應用情況，視察T800級碳纖維生產(chǎn)線，了解生產(chǎn)工藝，察看成品展示，同現(xiàn)場科技人員交流�！靶虏牧袭a(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎性產(chǎn)業(yè)，也是高技術競爭的關鍵領域，我們要奮起直追、迎頭趕上�！绷暯娇倳浀囊笠髧谕�，令山西鋼科全體職工備受鼓舞、倍感振奮，加速在新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展道路上激情奔跑。
近年來，山西鋼科積極推進產(chǎn)學研用一體化模式，在高端碳纖維產(chǎn)業(yè)化制備技術開發(fā)中積累了寶貴經(jīng)驗，實現(xiàn)了高端碳纖維產(chǎn)品品種規(guī)格多元化、系列化，滿足了我國尖端領域日益增長的需求。
“在過去的9年，山西鋼科碳材料有限公司實現(xiàn)了技術、品種從無到有，從有向全的發(fā)展過程�！鄙轿麂摽瓶偨�(jīng)理常春報介紹，今后太鋼將繼續(xù)投資建設兩條2000噸的生產(chǎn)線和一條試驗線，“十四五”末將實現(xiàn)年產(chǎn)6000噸高端碳纖維，遠期達到萬噸產(chǎn)能�！鞍l(fā)展目標已經(jīng)非常清晰，我們就是要努力做優(yōu)、做大、做強。”常春報信心滿滿。
