近年来我国碳纤维行业呈现出百舸争流的景象,但由于缺少具有自主知识产权的核心技术,人才匮乏,行业发展缺少技术支撑。对此,国家自然科学基金委员会工程与材料科学部原常务副主任李克健指出,虽然当前市场上对碳纤维产品有需求,但盲目发展存在很大的风险。我国碳纤维技术研发应重点在关键技术和核心知识产权方面实现突破。
碳纤维因其独特的理化性能,在军事和民用领域都有广阔的应用前景。以碳纤维复合材料为典型代表的先进复合材料,作为结构、功能或结构/功能一体化构件材料,在军机、导弹、运载火箭和卫星飞行器上发挥着不可替代的作用;在民用方面广泛应用于工业、建筑、文体休闲等领域。
李克健介绍,我国碳纤维研究在上世纪60年代起步后,因受众多技术难题的制约而发展缓慢。首先,PAN碳纤维的研制涉及到多科学、工程的交叉;其次,碳纤维的制备流程冗长,制备条件苛刻;第三,研究人员往往重碳丝轻原丝,重工艺轻理论。基础研究薄弱导致PAN原丝技术难以突破。
“九五”期间碳纤维研究出现了低潮。由于国内碳纤维技术久攻不克,因此军工单位转向使用进口碳纤维,国家投入大幅下降,碳纤维研究近乎处于停顿状态。
在两院院士师昌绪的努力倡导下,碳纤维的研究引起了国家的重视。“十五”期间,我国重点围绕两种高强PAN原丝和碳纤维关键技术等进行攻关,目标是为国防军工提供合格的批量军用碳纤维。
目前碳纤维的使用主要是T300级和T700级小丝束,全球产能约3.5万吨,中国市场需求约5000吨。由于高性能碳纤维在军事上的重要用途,西方国家一直对我国实行严格禁运。2005年世界范围碳纤维供不应求,碳纤维价格猛涨,特别是对国防军工用PAN碳纤维的封锁更严,军工装备用高性能碳纤维已是“无米之炊”。
李克健介绍,由于市场的迫切需求和国家的高度重视,“十一五”以来国内出现了“碳纤维热”。一些项目列入国家“863”计划、“973”计划,民间资本也大量涌入。目前,国内碳纤维总产能在万吨以上,远远高于国内的需求。但由于缺乏具有自主知识产权的核心技术,产品出口困难。他指出,虽然当前市场上对碳纤维产品有需求,但盲目进行技术研究存在很大的风险。
在总结“十五”碳纤维研究经验时,李克健说,我国对碳纤维的研究应把PAN原丝研发放在首位,坚持T300产业化、T700研发两条战线布局。目前,我国已建设了分析表征与评价共享公用平台,制定了一套公平合理的取样和测试方法,开始初步实施择优竞争和淘汰制度。他提出,在技术研发过程中,应形成各单位间开诚布公的技术交流机制,在掌握关键技术和核心知识产权方面努力实现重大突破。
















