被譽(yù)為“黑色黃金”的碳纖維，是一種力學(xué)性能十分優(yōu)異的材料。它的密度只有鋼材的四分之一，強(qiáng)度卻達(dá)鋼的7-9倍，對一般的酸堿有良好的耐腐蝕 作用，熱膨脹系數(shù)低、耐摩擦、抗震、導(dǎo)電、X射線的透過率高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在航天軍工、汽車高鐵、醫(yī)療器材、體育用品、機(jī)械制造等各個領(lǐng)域。近年來，隨著 國家政策的扶持及企業(yè)的自主創(chuàng)新精神，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)也迅速崛起一批具有尖端研發(fā)實力的民營科技企業(yè)。

    據(jù)報道，2016年5月19日，北京夢狐宇通在科博會上展出航空級高性能碳纖維，宣稱性能超過美日M60現(xiàn)有技術(shù)指標(biāo)，引起國內(nèi)一片震驚。5月 26日消息，中復(fù)神鷹千噸級T800原絲生產(chǎn)線投產(chǎn)，性能指標(biāo)超過國外同類產(chǎn)品水平，所有的核心設(shè)備和技術(shù)都是自主研發(fā)。6月10日，無錫威盛新材在國內(nèi) 率先研發(fā)出應(yīng)用于軌道車輛的阻燃增韌碳纖維材料，性能已達(dá)英國及歐盟的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，躋身于在碳纖維下游制造企業(yè)中先進(jìn)行列，在國內(nèi)率先開啟高速列車輕量化發(fā) 展潮流。最近，北京特米納特公司近期發(fā)布聲明已在瀝青碳纖維取得重大進(jìn)展，性能達(dá)到高端層級，屬于世界領(lǐng)先水平。

    細(xì)數(shù)碳纖維的前世今生

    碳纖維的發(fā)明可以追溯到1880年，著名科學(xué)家愛迪生將棉、麻、竹等天然植物碳化得到，用于白熾燈絲。1910年鎢絲出現(xiàn)使碳纖維的研究暫時擱 淺，直到20世紀(jì)50年代美蘇冷戰(zhàn)，為解決武器隔熱的問題，人們又重新對它重視起來。1959年美國聯(lián)合碳化公司研制出了粘膠基碳纖維，同年，日本的近藤 昭男以聚丙烯腈為原料，制成了聚丙烯腈（PAN）基碳纖維，1974年，聯(lián)合碳化公司又研制成功了瀝青基碳纖維，從此碳纖維形成了PAN基、瀝青基和粘膠 基三大原料體系，目前主要以PAN基碳纖維使用最為廣泛。

    我國對碳纖維的研制從上世紀(jì)60年代開始，80年代開始研究高強(qiáng)型碳纖維，取得了一定的成績，但發(fā)展緩慢。阻礙我國碳纖維行業(yè)發(fā)展的原因主要有 兩個，一是原絲質(zhì)量差，二是沒有耐超高溫的碳化爐。國產(chǎn)原絲在純度、均質(zhì)化、強(qiáng)度、產(chǎn)量方面都遠(yuǎn)低于國外原絲，質(zhì)量較差、成本較高，而且碳化爐只能允許在 1400℃的溫度中使用，無法達(dá)到1500℃的最佳狀態(tài)，國外1800℃以上的高性能碳化爐更是對我國嚴(yán)格限制出口。

    為了打破國外的壟斷，滿足市場需求，國家加大了對碳纖維行業(yè)的投入，也出臺了相關(guān)政策。2013年4月，工信部發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)碳纖維產(chǎn)業(yè)健康 發(fā)展的指導(dǎo)意見》及《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提到的將重點發(fā)展高性能復(fù)合材料，并將加快發(fā)展碳纖維等高性能增強(qiáng)纖維。在國家的大力支持下，我國 碳纖維行業(yè)在技術(shù)、裝備、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等方面都取得了重大的進(jìn)展。2007年，殲11B和殲11BS戰(zhàn)斗機(jī)等軍工設(shè)備開始廣泛使用國安碳纖維材料，2011 年，我國T700碳纖維材料生產(chǎn)技術(shù)得到了成熟發(fā)展。預(yù)計到2020年，我國年碳纖維總產(chǎn)量將達(dá)到7萬噸，適用范圍包括軍事和民用的各個領(lǐng)域。

    輕量化發(fā)展驅(qū)動下的碳纖維產(chǎn)業(yè)

    體育器材一直是碳纖維消耗的一大領(lǐng)域，但是近兩年，隨著交通工具輕量化潮流風(fēng)氣越刮越猛。2013年寶馬i3碳纖維車架工廠在美國摩西湖落成， 國內(nèi)一些企業(yè)便緊鑼密鼓開展碳纖維汽車產(chǎn)業(yè)布局，康得復(fù)材聯(lián)手北汽等汽車制造公司，致力于讓碳纖維材料應(yīng)用到汽車車身領(lǐng)域。無錫威盛新材在2016年伊始 也投入數(shù)百萬元建立研發(fā)中心，研發(fā)軌道車輛專用碳纖維材料，并給國內(nèi)多家軌道交通企業(yè)提供列車輕量化部件的研發(fā)與制造服務(wù)，目前產(chǎn)品已應(yīng)用到高鐵車廂結(jié)構(gòu) 件、覆蓋件、安全門等部件中。中車一位研發(fā)工程師表示，鋼鐵是傳統(tǒng)的列車構(gòu)件制造材料，它的強(qiáng)度高，安全性好，但重量、能源消耗具大，列車輕量化研制一直 是我們考慮的重點，碳纖維復(fù)合材料具有抗振性好、安全性好、使用壽命長等優(yōu)點，不但可以降低重量，而且可以提高列車高速運行的性能、減少能源消耗、降低環(huán) 境污染。

    21世紀(jì)是碳纖維的時代，跟隨時代的腳步，越來越多的碳纖維產(chǎn)品進(jìn)入人們的生活，一切態(tài)勢都在表明，輕量化、新材料的理念深入人心和市場的發(fā) 展，加上國家政策扶持的引導(dǎo)，2016年碳纖維材料或迎來真正的發(fā)展元年，一大批應(yīng)用案例將會在市場涌現(xiàn)。威盛新材研發(fā)部張博士表示，隨著市場對碳纖維材 料的需求量大幅度提升，市場對其要求也越來越高，為滿足需求，我們民營企業(yè)更需要有創(chuàng)新精神，避免掉入產(chǎn)能過剩的怪圈，接下來我們將布局航天軍工電磁屏蔽 碳纖維復(fù)合材料以及耐高溫碳纖維復(fù)合材料的研制。

    目前我國經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)，已初步解決了碳纖維生產(chǎn)加工難，完全依賴進(jìn)口的局面，但也存在突出的問題，如提高碳纖維復(fù)合材料機(jī)械鏈接部位的安 全可靠性，控制碳纖維復(fù)合材料制件生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性，以及加強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝研究，制定新的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等。有專家預(yù)計，到2020年，我國 將建成千噸級T1000碳纖維生產(chǎn)線和百噸級MJ系列碳纖維生產(chǎn)線，趕上日美等碳纖維技術(shù)強(qiáng)國。