浙江
就這樣一根細(xì)如發(fā)絲的黑色纖維，輕而易舉就能將三名成年人都吊了起來(lái)；而一束鉛筆芯粗細(xì)的碳纖維，其強(qiáng)度就足以拉動(dòng)一輛小汽車了，這種被稱為“黑色黃金”的材料，曾是中國(guó)航空航天領(lǐng)域“卡脖子”的難題。
中國(guó)的碳纖維技術(shù)的突破之際，不僅已打破了日美長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的技術(shù)封鎖,更造出了全球頂級(jí)的T1100級(jí)的碳纖維,使得如今的殲-20、殲-35等戰(zhàn)機(jī)都能用上自主的材料,甚至連目前還處于研發(fā)中的六代機(jī)的殲-36都可能因此而如虎添翼。
時(shí)間倒回2005年，日本和美國(guó)嚴(yán)格限制對(duì)華出口T800以上級(jí)別碳纖維，連生產(chǎn)所需的油劑、上漿劑等輔料也被嚴(yán)密封鎖。當(dāng)時(shí)，中國(guó)科研人員在國(guó)際展會(huì)上想看一眼國(guó)外碳纖維樣品，竟被當(dāng)場(chǎng)阻攔。
這種“無(wú)米下炊”的困境，讓中國(guó)尖端裝備研發(fā)一度舉步維艱。轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)生在2008年，中國(guó)科學(xué)院山西煤化所臨危受命，攻克了宇航級(jí)T300碳纖維量產(chǎn)技術(shù)。此后十五年，中國(guó)碳纖維技術(shù)一路狂奔，從T700、T800躍升至T1000，最終突破T1100，實(shí)現(xiàn)了從“追著跑”到“領(lǐng)著跑”的逆襲。
可謂“變態(tài)”的就是T1100碳纖維的超強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度，高達(dá)7000兆帕，甚至一根牙簽粗細(xì)的纖維就能吊起一輛家用的小轎車了。它的秘密在于內(nèi)部結(jié)構(gòu)——每束碳纖維包含1.2萬(wàn)根單絲，單絲直徑不足頭發(fā)絲的十分之一，卻擁有鋼鐵7倍以上的強(qiáng)度。
生產(chǎn)這種材料需要經(jīng)歷“和面”“壓面”般的精密工藝：先讓原料像制作山西饸饹面一樣從噴絲板中均勻擠出，再經(jīng)過低溫固化、高溫碳化，使纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)從“雜亂織物”變?yōu)椤罢R陣列”，最終成為烏黑堅(jiān)韌的碳纖維。
2025年底，山西大同的千噸級(jí)碳纖維示范生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，關(guān)鍵設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化。這條產(chǎn)線解決了最棘手的穩(wěn)定性難題——工程師們?cè)虍a(chǎn)品性能波動(dòng)，在50攝氏度的炭化車間和冰冷的紡絲車間之間反復(fù)排查，最終揪出設(shè)備隱患，讓中國(guó)碳纖維實(shí)現(xiàn)全流程自主可控。
基于中國(guó)的碳纖維產(chǎn)能已占全球的43%，尤其是三家企業(yè)的T1100級(jí)的產(chǎn)品的穩(wěn)定的量產(chǎn)甚至還對(duì)日本實(shí)施了反向的禁運(yùn)等一系列的舉動(dòng),不僅為我們打開了碳纖維的“大門”同時(shí)也為我們打開了新一輪的競(jìng)爭(zhēng)的序幕。
碳纖維的突破直接助推了中國(guó)高端裝備的升級(jí)。隨殲-20、殲-35等新一代戰(zhàn)機(jī)的問世，廣泛的采用了T1100等高性能的碳纖維材料的機(jī)身結(jié)構(gòu)，有效的將機(jī)身的重量大幅的降低，從而對(duì)機(jī)的航程和載彈量都產(chǎn)生了非常顯著的提升。
據(jù)最新的消息，正在研發(fā)的六代的機(jī)首殲-36不僅可以憑借新型的復(fù)合材料的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更極致的輕量化的同時(shí)，也可能將其與隱身的設(shè)計(jì)相融合，從而達(dá)到更高的戰(zhàn)機(jī)的整體性能的提高。
基于對(duì)其獨(dú)特的性能的不斷發(fā)掘，碳纖維也正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)將其延伸到了民用領(lǐng)域，如新能源的汽車、風(fēng)力發(fā)電的葉片甚至對(duì)人體的醫(yī)療植入器材等，極大地開拓了碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的前景，而由碳纖維制成的接骨板則就不那么“搗亂”了，它的透明性使得醫(yī)生能清晰的通過X光等的檢查，對(duì)骨折的愈合情況有一個(gè)比較準(zhǔn)確的判斷。
中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)并未止步，眼下他們已瞄準(zhǔn)下一代T1200、T1500乃至T2000級(jí)碳纖維的研發(fā)，其中實(shí)驗(yàn)室階段的T1200纖維強(qiáng)度已達(dá)8056兆帕，足以拉動(dòng)兩架C919客機(jī)，從昔日受制于人到今日自主領(lǐng)跑，一根碳纖維的逆襲，背后是中國(guó)科技人“大步向前，絕不退縮”的堅(jiān)持。
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