


3月11日,我国自主研发的T1200级超高强度碳纤维全球首发。这一突破填补了全球相关领域的空白,标志着我国在超高强度碳纤维生产领域实现了重大跨越。 此次首发的T1200级超高强度碳纤维,由中国建材集团所属中复神鹰自主研发。T1200级超高强度碳纤维广泛应用于航空航天、低空经济、人形机器人等战略性新兴产业,是重要的战略性材料,被称为“黑色黄金”“新材料之王”。 3月11日,中国建材集团在北京总部、法国巴黎JEC WORLD展览会现场同步举行SYT80(T1200级)超高强度碳纤维全球发布会,并宣布该产品已具备百吨级量产能力。这标志着我国成为全球首个实现该级别碳纤维百吨级量产的国家。 01 全链条自主可控 中国建材集团党委书记、董事长周育先在发布会上表示,新材料是全球材料工业发展的先导和基础。作为面向世界的材料央企,中国建材集团不仅要解决“有没有”的问题,而且要解决“好不好”的问题。为此,中国建材集团始终将科技创新作为“头号工程”,全力打造高性能纤维及其复合材料、泛半导体材料、玻璃新材料、陶瓷晶体材料等战略性新兴产业集群。其中,被誉为“黑色黄金”的碳纤维,是保障产业链供应链安全、服务经济社会发展的重要发力点。 作为中国建材集团旗下专注于高性能纤维及其复合材料研发的企业,中复神鹰深耕碳纤维领域二十年,走出了一条自主创新、循序渐进的产业化发展道路。 据了解,此次发布的SYT80(T1200级)超高强度碳纤维,工程化拉伸强度突破8000兆帕,是全世界第一款实现工程化量产的T1200级碳纤维产品,达到了行业全球顶尖水平。这一重大突破,标志着我国在高性能碳纤维领域实现了从技术到装备、从实验室到工程化量产的全链条自主可控。 对于此次重大突破,中复神鹰董事、总经理,SYT80碳纤维研发负责人陈秋飞表示,SYT80(T1200级)碳纤维的规模化量产,意味着这种顶尖新材料将不再是实验室里的“奢侈品”,而是成为可以服务全球经济发展和民众生活的“常用品”。它将以极致的低密度、超高强特性,为航空航天等“大国重器”锻造更轻更强的“翅膀”,让国产大飞机更轻更安全、航天运载效率更高、深空探测边界更远。同时,为风电叶片、氢能储运、低空经济、具身智能等新能源产业和未来产业提供更可靠的“筋骨”,让新能源汽车续航更长、医疗器械更轻便耐用、体育器材性能更优,为服务全球经济发展夯实材料基础。 02 攻破技术瓶颈 作为航天、航空等领域的优选材料,T1200级碳纤维的优异性能在于其直径还不到人们头发丝的十分之一,但其拉伸强度是普通钢材的10倍,密度只有钢材的四分之一,轻且坚韧的特点十分突出。凭借这些优异性能,它可以广泛应用于航空航天、低空经济、人形机器人等战略性新兴产业领域。 “1厘米横截面积的SYT80碳纤维,就能吊起 1架满载(总重约80吨)的C919大飞机。”陈秋飞说。 在带领团队研发 SYT80(T1200级)碳纤维这一技术创新“无人区”的过程中,陈秋飞也遇到了诸多技术瓶颈。 陈秋飞表示,在技术攻坚时,遇到的最大技术瓶颈是纳米级缺陷的精准控制,以及实验室技术向百吨级工程化量产的稳定性转化。当碳纤维强度迈入8000MPa级别后,材料的性能对微观缺陷极其敏感,哪怕是纳米级、亚纳米级的微小缺陷,都会大幅影响材料的拉伸强度和稳定性,要实现SYT80(T1200级)的性能突破,必须把全流程的微观缺陷降到极致。而更难的是,实验室小批量制备可以通过精细化控制做出高性能样品,但要放大到百吨级量产,如何在原丝制备、均质预氧化碳化、表面处理等全流程保持工艺的高度一致性,避免缺陷批量产生,是行业内长期未能解决的难题。 针对这一核心瓶颈,陈秋飞团队依托SYT70超高强度产业化的技术积淀,一步步攻坚突破。首先,精准溯源缺陷。建立科学的缺陷管控体系。其次,全流程工艺革新。从源头减少缺陷,以缺陷控制为核心,升级装备精度、优化工艺参数、创新分子结构设计。再次,日夜攻坚反复验证,推动工艺稳定落地。“我们的攻关团队放弃休息、坚守岗位,历经数千次的配方优化、工艺调整、数据复盘,一步步打通全流程技术瓶颈,最终实现了SYT80(T1200级)超高强度碳纤维工程化量产,强度稳定大于8000MPa,较SYT70提升超14%,完美平衡了高性能与量产稳定性。”陈秋飞说。 中复神鹰首席科学家张国良表示,SYT80(T1200级)超高强度碳纤维重大技术攻关与突破,离不开中国建材集团与中复神鹰建立的关键技术攻关管理机制。例如,集团层面的战略统筹与资源协同机制;公司层面的项目负责制,实现攻关任务闭环管理;跨部门协同攻关机制,打破内部壁垒集聚合力;研发与生产深度融合的现场攻关机制等。借助这些管理机制,研发团队得以最大化集中优势资源,突破关键技术。 据了解,从产品竞争力上看,目前全球范围内,SYT80(T1200级)及以上高性能碳纤维领域,整体呈现实验室研发取得进展,但工程化量产尚未实现规模化落地的发展态势。中复神鹰实现SYT80(T1200级)超高性能碳纤维的百吨级量产,是该领域工程化量产的重要突破,在国际上形成了独具特色的产业化能力。 03 布局碳纤维产业 SYT80(T1200级)超高强度碳纤维百吨级量产的实现,是我国碳纤维产业发展的重要节点,也是中国建材集团深耕新材料领域、培育新质生产力的标志性成果。 对于此次重大创新成果的取得,周育先表示,中国建材集团作为全球最大的非金属材料制造商和产业投资集团,始终将碳纤维产业作为集团新材料板块的核心布局方向。未来,中国建材集团将继续按照既定发展战略,围绕技术、产能、成本、市场四大维度,统筹资源、协同发力,持续推动碳纤维产业高质量发展。 在技术研发上:一方面持续优化SYT80(T1200级)超高强度碳纤维现有工艺,提升产品稳定性和良品率;另一方面依托集团材料基因工程、国家级研发平台等创新资源,加快M65J级超高模量、高强高模高韧等更高性能碳纤维的研发进程,同时统筹集团内复合材料、装备制造等板块资源,探索碳纤维复合材料的应用技术创新,构建从材料研发到应用落地的全链条技术体系,全力突破产业发展的技术“无人区”。 在产能扩产上,依托集团西宁万吨级、连云港板桥3万吨级两大碳纤维生产基地现有基础,稳步推进连云港基地全面投产,进一步扩大高性能碳纤维产能规模。同时,结合集团高端化、智能化、绿色化的产业升级要求,推动两大基地与集团旗下新能源、复合材料基地联动建设,实现产能集约利用;根据市场需求和产业发展节奏,科学规划全国产能布局,保障国家战略需求和市场民用需求的产品供应,筑牢国产碳纤维规模化供应的根基。 在成本下探上,核心是发挥中国建材全产业链布局优势,通过“规模化量产+工艺优化+全产业链协同”实现降本增效。一是充分发挥两大生产基地的规模效应,摊薄固定生产成本;二是持续迭代干喷湿纺等核心工艺,提升生产效率、降低原料消耗,且集团统筹推动原辅材料、核心设备的国产化替代和成本优化,从源头控制成本;三是深化集团内碳纤维与玻璃纤维、风电叶片、压力容器等业务的协同,实现资源、工艺、渠道共享,同时联动上下游企业组建产业协同体,推动全产业链降本,让高端碳纤维的性价比持续提升。 在市场化推广上,坚持“国家战略领域+民用消费领域”双轮驱动,依托中国建材全场景材料服务能力和全球产业链条开展布局。在持续保障航空航天、国防等国家战略领域供应的基础上,重点推动碳纤维在新能源、低空经济、人形机器人、高端装备、民用交通等领域的规模化应用。同时,搭建集团层面的产业协同平台,整合旗下企业资源,与下游企业共同开发应用场景、完善应用方案,积极践行集团“海外再造一个中国建材”的国际化战略,依托全球营销网络和海外基地,推动碳纤维产品和技术走向国际市场。 |
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