在高端制造業(yè)中，有一種被譽(yù)為“黑色黃金”的神奇材料——T1100級(jí)碳纖維。

它細(xì)如發(fā)絲卻強(qiáng)過(guò)鋼鐵，用0.3克材料就能吊起三個(gè)成年人。

過(guò)去，這項(xiàng)技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷。如今，深圳大學(xué)與長(zhǎng)盛科技通過(guò)產(chǎn)學(xué)研緊密合作，成功實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)T1100級(jí)碳纖維的千噸級(jí)工程化穩(wěn)定量產(chǎn)，產(chǎn)品良品率達(dá)95%，強(qiáng)度高達(dá)7000兆帕。這一里程碑式成果，標(biāo)志著我國(guó)在歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)攻關(guān)后，終于在高性能碳纖維領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從研發(fā)到裝備再到產(chǎn)品的全鏈條自主可控，首次在量產(chǎn)規(guī)模與產(chǎn)品性能上與國(guó)外頂尖水平并駕齊驅(qū)。

啃下量產(chǎn)“硬骨頭”

碳纖維材料以“T”代表拉伸強(qiáng)度，數(shù)字越大性能越好。此前，國(guó)產(chǎn)碳纖維一般能做到T300、T700級(jí)別，更高端的產(chǎn)品則長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口。

實(shí)際上，國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室早已能做出T1100級(jí)樣品，但一到大規(guī)模生產(chǎn)，質(zhì)量就難以控制。實(shí)現(xiàn)高性能碳纖維的穩(wěn)定量產(chǎn)，是橫亙?cè)趯?shí)驗(yàn)室樣品與市場(chǎng)商品之間最艱險(xiǎn)的“峽谷”，核心難題在于碳纖維“原絲”的制備。

說(shuō)得簡(jiǎn)單一點(diǎn)，如果原絲的生產(chǎn)工藝不夠完善，材料不夠致密、形成微小的孔洞，那么在后續(xù)的加工過(guò)程中，這些孔洞會(huì)越來(lái)越大，進(jìn)而影響產(chǎn)品的強(qiáng)度。為了解決這一問(wèn)題，深大團(tuán)隊(duì)扎根實(shí)驗(yàn)室，對(duì)上百個(gè)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行海量測(cè)試與機(jī)理研究；合作企業(yè)則同步開(kāi)放千噸級(jí)工業(yè)產(chǎn)線(xiàn)，供快速放大驗(yàn)證。

雙方經(jīng)過(guò)30多輪“實(shí)驗(yàn)室—生產(chǎn)線(xiàn)”的循環(huán)迭代與磨合調(diào)試，成功將影響性能的關(guān)鍵缺陷——原絲孔洞率降低了約60%，最終將量產(chǎn)合格率從初期的不穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)步提升并穩(wěn)定在95%以上，成功跨越了從樣品到產(chǎn)品的“死亡谷”。

這種新材料到底有多“輕”多“強(qiáng)”？一個(gè)直觀的對(duì)比是：兩輛外形相似的自行車(chē)，碳纖維材質(zhì)的重約6.3公斤，單手可輕松提起；而鋁合金材質(zhì)的重量幾乎是它的兩倍。

校企合作打通“最后一公里”

技術(shù)突破的價(jià)值，最終要由市場(chǎng)來(lái)檢驗(yàn)。國(guó)產(chǎn)T1100級(jí)碳纖維的成功量產(chǎn)，不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，更快速轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心動(dòng)能。

目前，國(guó)產(chǎn)高端碳纖維已應(yīng)用于奧運(yùn)會(huì)、亞運(yùn)會(huì)級(jí)別的自行車(chē)、球拍等體育器材，推動(dòng)先進(jìn)制造從“中國(guó)代工”向“中國(guó)智造”轉(zhuǎn)變。在3C電子領(lǐng)域，相關(guān)產(chǎn)品也已進(jìn)入頭部品牌的精密結(jié)構(gòu)件驗(yàn)證階段。

更具戰(zhàn)略意義的是國(guó)產(chǎn)碳纖維在“大國(guó)重器”上的應(yīng)用。校企聯(lián)合攻關(guān)的碳纖維ZA55已通過(guò)中國(guó)商飛C919的認(rèn)證，并實(shí)現(xiàn)批量供貨，成為目前唯一的國(guó)產(chǎn)碳纖維供應(yīng)商，為國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的自主可控奠定了材料基石。

眼下，針對(duì)碳纖維表面光滑、難以與其他材料結(jié)合的又一世界性難題，校企聯(lián)合的新一輪攻堅(jiān)已經(jīng)啟動(dòng)，旨在為其“織”上一層可靠的“鎧甲”，以拓展在飛機(jī)、高鐵等更廣闊領(lǐng)域的應(yīng)用。為了將技術(shù)優(yōu)勢(shì)徹底轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)盛科技已在深汕特別合作區(qū)落戶(hù)，計(jì)劃建設(shè)萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)線(xiàn)，全力打通從“技術(shù)認(rèn)證”到“規(guī)模量產(chǎn)”的“最后一公里”。

這種“政府搭臺(tái)、校企唱戲”的模式，通過(guò)跨區(qū)域協(xié)同、產(chǎn)學(xué)研深度融合，不僅攻克了單一技術(shù)難題，更形成了一套提升國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力的系統(tǒng)性方案，為破解更多“卡脖子”難題提供了可復(fù)制的成功范式。

來(lái)源 | 南方日?qǐng)?bào)

編輯 | 林木

終審 | 蘇楠