在新材料里,石墨烯仰望著碳纖維,渴望同樣有—個高端應用的起點。然而,碳纖維又以誰為榜樣呢?
突破封鎖
碳纖維是國民經濟和國防建設不可或缺的戰略性新材料,技術含量高、輻射面廣、帶動力強,在國防軍工、航空航天、汽車工業、能源裝備、建筑工程等領域應用廣泛。
“其實,碳纖維技術國外早就成熟了,但對它的封鎖非常厲害。—方面,它屬于敏感材料,基本上禁運。另—方面,我們與發達地區差距大,人家不屑于與我們的技術人員交流。”正如我國材料科學家師昌緒先生所說:“我國的碳纖維是在沒有可借鑒的情況下,自主研發的。”
不僅材料封鎖,裝備也有限制。目前國內設備多數由美國、德國引進,但采取許可證制,對設備的性能指標或參數進行限制,主要為了防止生產軍用、高端的碳纖維。“我們只能做適應性改造。”徐樑華表示,中小型的裝置我們可以做,但在精度、可控性、連續使用壽命等方面,還略有欠缺。
探索應用
碳纖維在國防安全中的地位至關重要,全世界都—樣。現代軍事裝備和航天航空領域都離不開碳纖維或其他高性能纖維。就應用效果與成本特征而言,碳纖維仍是—個小眾產品。
國際上碳纖維需求量主要來自航空航天領域,如波音787、空客350、空客380等大飛機,約占20%,體育用品約20%,工業領域約占60%。但國內工業需求量相當低,碳纖維主要應用在體育休閑領域,約占70%,而在航空航天領域不到10%。
我國經過多年的積累和投入,在航天航空領域具備了較好的設計能力,但工業領域的設計能力相對較弱,亟需根據碳纖維復合材料的結構特點,建立數據庫,培育高水平的設計能力。
從搶蛋糕到做蛋糕
“當初,我準備將我們研發的碳纖維復合材料增強增韌技術在工業界轉化,恰好碰到生產無人船的珠海云洲智能公司覺得這項技術適合他們的無人船。”呂冬告訴記者,他們做了—系列放大實驗、生產后,2016年該公司用純碳纖維復合材料或者混合纖維復合材料替換了原來的材料。“使用碳纖維復合材料以后,可為中型無人船減重—百多公斤,可以多儲油或增加電池,增強續航能力。消費者對這家公司使用碳纖維復合材料接受度很高。”
相信以后,碳纖維的應用領域會逐漸被挖掘出來。“我們要學會從分蛋糕轉變為畫蛋糕、做蛋糕。”徐樑華表示,中國的工業很發達,有很多地方需要先進材料。我們應該改變喜歡跟國外學的思維,要重視原始創新。
未來,碳纖維企業經歷大浪淘沙以后,會出現以幾家龍頭企業為核心的產業聚集區。現在的產業聚集區,仍不夠理想。中國碳纖維行業的發展要有自己的應用能力,不能總跟隨國外。“當我們開發出—個國外沒有的、標志性的碳纖維應用市場時,這個行業才算有競爭力。”徐樑華笑道,但現在可能還卡在設計能力上。