新材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用也正在推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。這是一束碳纖維的原絲，這一束共有35000根纖維，要想看清楚每一根纖維，要使用顯微鏡才行。這一束碳纖維的強(qiáng)度比普通鋼鐵要高7倍以上，而重量只有鋼鐵的四分之一。

　　白絲變黑絲 碳纖維的“奇妙之旅”

　　這是吉林化纖集團(tuán)有限公司的碳纖維生產(chǎn)車(chē)間，旁邊這些飛速轉(zhuǎn)動(dòng)的白絲，叫做碳纖維原絲，是從石油中提取的丙烯腈加工而成。當(dāng)原絲進(jìn)入到前邊的氧化爐中，一場(chǎng)美妙的蛻變就此開(kāi)始。原絲要經(jīng)過(guò)低溫碳化、高溫碳化、石墨化等多道工序，尤其在經(jīng)過(guò)1500多攝氏度的高溫氧化時(shí)，一般的纖維早已化作灰燼，原絲則“淬火成金”，去除掉非碳元素，留下純度高達(dá)95%以上的碳元素，最終獲得這種被稱(chēng)為“黑色黃金”的碳纖維。它的強(qiáng)度達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先的T800級(jí)，別看它柔軟、纖細(xì)，實(shí)際上強(qiáng)度是鋼的7—9倍，重量卻只有鋼的四分之一。技術(shù)人員在車(chē)間做了一場(chǎng)拉伸強(qiáng)度測(cè)試，用兩段這樣的碳纖維做拖車(chē)?yán)K，前后連接兩輛叉車(chē)，依靠它可以輕松拖動(dòng)4.3噸重的叉車(chē)前行，而不發(fā)生折斷。

　　為什么碳纖維這么牛？每一束碳纖維都由數(shù)萬(wàn)根單絲構(gòu)成，在500倍的顯微鏡下，可以看到肉眼看不見(jiàn)的單絲，它的粗細(xì)僅為頭發(fā)絲的十分之一。這是單絲的橫截面，每一根的圓度和粗細(xì)都基本一致，也就是說(shuō)每一根單絲都在發(fā)揮作用。我們剛才看到的是兩束碳纖維在拉動(dòng)車(chē)輛，實(shí)際上是幾萬(wàn)根小絲線在同時(shí)發(fā)力，它們排列在一起，發(fā)揮出強(qiáng)大的致密性，從而保障碳纖維的超高強(qiáng)度。

　　突破技術(shù)封鎖 國(guó)產(chǎn)碳纖維從無(wú)到有

　　這是工業(yè)力量長(zhǎng)期積累以及核心技術(shù)不斷精進(jìn)的結(jié)果。目前，這條300米多長(zhǎng)的生產(chǎn)線，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到100%。這背后，是一段漫長(zhǎng)的自主研發(fā)之路。吉林化纖從2006年開(kāi)始自主研發(fā)碳纖維原絲，面臨的是無(wú)技術(shù)、無(wú)產(chǎn)品、無(wú)設(shè)備。這張圖，是當(dāng)年關(guān)鍵設(shè)備汽牽機(jī)的組裝圖，它的零部件多達(dá)200余個(gè)。研發(fā)人員依靠有限的文獻(xiàn)資料，自行研究制造零部件、設(shè)計(jì)參數(shù)，再進(jìn)行反復(fù)拼裝與技術(shù)改進(jìn)。這個(gè)標(biāo)示為長(zhǎng)方形的小零件，叫做“節(jié)能環(huán)”，是汽牽機(jī)的核心部件，僅這一處就調(diào)試、打磨了上百次。而整個(gè)汽牽機(jī)也僅是生產(chǎn)線“卡脖子”技術(shù)之一。經(jīng)過(guò)5年多上百次試驗(yàn)、上千次調(diào)整、上萬(wàn)組數(shù)據(jù)，2011年吉林化纖實(shí)現(xiàn)了原絲量產(chǎn)，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)碳纖維原絲量產(chǎn)的先河。

　　應(yīng)用場(chǎng)景廣泛 不斷降低制造成本

　　如今，吉林化纖原絲產(chǎn)能達(dá)16萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)90%以上，碳纖維產(chǎn)能達(dá)4.9萬(wàn)噸，位居全球前列。碳纖維目前被廣泛應(yīng)用到航空航天、能源裝備、汽車(chē)制造、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。吉林化纖也在抓住機(jī)遇，2024年新打造了體育休閑產(chǎn)業(yè)園，從賣(mài)原材料向賣(mài)制品過(guò)渡。這些是目前已經(jīng)下線的產(chǎn)品，碳纖維的羽毛球拍、雪板、曲棍球桿，這是近兩年很流行的匹克球拍，拿在手上最直觀的感受就是輕。這輛碳纖維自行車(chē)，會(huì)有多輕？用一根手指就可以拎得起來(lái)，單手可以輕松把整輛車(chē)舉過(guò)頭頂，它的重量只有6.2公斤。

　　最近幾年，國(guó)產(chǎn)碳纖維的強(qiáng)勢(shì)崛起，使進(jìn)口碳纖維價(jià)格大幅下降。這家企業(yè)還在不斷增加研發(fā)投入，進(jìn)一步降低碳纖維制造成本。2024年他們通過(guò)對(duì)熱能回收再利用的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行改造，使作為關(guān)鍵成本的用電量下降了20%，碳纖維的制造成本隨之減少10%，將進(jìn)一步促進(jìn)碳纖維在下游的應(yīng)用。未來(lái)，國(guó)產(chǎn)碳纖維將會(huì)向更高水平邁進(jìn)，在更多領(lǐng)域大顯身手。

　　轉(zhuǎn)自：央視網(wǎng)

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