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碳纖維是一種十分神奇的新興材料,它的重量輕過(guò)鋁,卻擁有著(zhù)比鋼鐵更為堅固的強度,而且還具備耐高溫,耐腐蝕,抗沖擊,抗疲勞等優(yōu)良特質(zhì),可以廣泛應用于航空航天,建筑構筑,汽車(chē)工業(yè)等制造業(yè)領(lǐng)域。
碳纖維,顧名思義,就是用碳原子絲“編織”而成的材料,從微觀(guān)來(lái)看,成千上萬(wàn)根碳原子絲就像麻繩一般絞纏成一條條絲束,24000根碳原子絲以上為大絲束,以下則為小絲束,一般來(lái)說(shuō),越小也就制造意味難度越高,應用的領(lǐng)域也就越尖端。
此前,作為一種國家戰略層級的材料,我國雖然也能早出來(lái),但高品質(zhì)的小絲束碳纖維一直被日本東麗,東邦以及三菱等三家日本企業(yè)壟斷著(zhù)市場(chǎng)的絕大多數份額,并借此機會(huì )向我國高價(jià)出售,而用于航天工業(yè)的更高端的高模M系列小絲束碳纖維技術(shù)以及產(chǎn)品則更是被嚴格禁止進(jìn)入中國。
還是那句話(huà),感謝外國封鎖,讓我們不再受制于人,最近,國內碳纖維領(lǐng)域傳來(lái)了好消息,精功集團有限公司研制的有效幅寬1米碳纖維微波石墨化生產(chǎn)線(xiàn)取得了重大突破,可以將常規碳絲微波石墨化處理,從而提高百分之十五的模量以及強度,最終產(chǎn)出T800以上品質(zhì)的產(chǎn)品。
該生產(chǎn)線(xiàn)還能夠提供中強高模,高強中模,以及高強高模等不同等級規格的碳纖維產(chǎn)品,應用領(lǐng)域十分廣泛,比如航天事業(yè)以及國防工業(yè),除了運載火箭以外,“東風(fēng)”洲際彈道導彈的核心殼體材料便是由高性能小絲束碳纖維所制成。
碳纖維還有望應用于坦克裝甲當中,當然不能直接把碳纖維打造成裝甲,因為碳雖然可以和鋼鐵一樣堅固,但是卻不具備金屬韌性,也就是說(shuō)一點(diǎn)點(diǎn)破洞可能會(huì )導致整個(gè)塊裝甲的瓦解,可如果把它向貧鈾裝甲一樣當做鋼鐵裝甲里面的填充劑,就可以達到硬度和韌性的共存了。
飛機同理,但是飛機由于對武器防御并沒(méi)有太高要求,因而碳纖維那又輕又堅固,耐腐蝕性的特性可以說(shuō)簡(jiǎn)直就是為飛機外殼量身打造的,更輕的重量可以提高飛機的機動(dòng)性,并降低噪音,還能節省燃油,可謂百利而無(wú)一害,當然,這都是普通碳纖維的應用領(lǐng)域。
精功集團有限公司這次的研發(fā)成果,主要關(guān)鍵在于微波高溫石墨化技術(shù),這項技術(shù)可以從低檔次碳纖維中生產(chǎn)出大絲束,中高模量的碳纖維,減少七成能耗,直接降低三成成本,并即將應用到運載能力超過(guò)二十噸的“快舟”二十一號火箭的碳纖維發(fā)射筒體上面。
雖然我們尚未掌握更高端的高模M系列小絲束碳纖維技術(shù),但是在千噸級別大絲束碳纖維項目,也就是航天火箭殼體這種項目當中,仍將在很大程度之上降低火箭的制造成本,憑借這項技術(shù),中國航空事業(yè)將會(huì )減少一個(gè)障礙,為未來(lái)奪得先機。
但是我們依舊得保持清醒,技術(shù)難度相對較低的大絲束碳纖維技術(shù)雖然已經(jīng)被我國成功突破,可目前仍然處在試生產(chǎn)的階段,日本等該領(lǐng)域的老牌強國為了遏制我們的發(fā)展,正在大幅度降低碳纖維的報價(jià),所以即使是大絲束碳纖維,情勢依舊不容樂(lè )觀(guān)。
鹽城市翔盛碳纖維科技有限公司致力于研究碳纖維、芳綸纖維、高模量PE等特種纖維的多樣性及功能性,現已自主開(kāi)發(fā)出旋翼飛機全套殼體、起落架、農林飛機植保噴灑系統、水上飛機浮筒、風(fēng)動(dòng)船、航空通訊頭盔、塑料增強用碳纖維、 摩擦材料用碳纖維粉、制動(dòng)系統用短切碳纖維以及碳纖維繩、碳纖維布、碳纖維長(cháng)絲特種纖維切割機等16個(gè)系列產(chǎn)品,擁有13項實(shí)用新型專(zhuān)利,兩項發(fā)明專(zhuān)利,一項外觀(guān)設計專(zhuān)利。