中國(guó)工業(yè)報(bào)記者馬艷

“當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)完成了航空用國(guó)產(chǎn)碳纖維評(píng)價(jià)、復(fù)合材料應(yīng)用研究和考核驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了300級(jí)、700級(jí)碳纖維批量在航空的應(yīng)用，完成國(guó)產(chǎn)800級(jí)碳纖維評(píng)價(jià)、驗(yàn)證，復(fù)合材料應(yīng)用研究和裝機(jī)考核驗(yàn)證工作，進(jìn)入小批生產(chǎn)應(yīng)用。”中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司研究員廖子龍向中國(guó)工業(yè)報(bào)記者透露。

高性能纖維及復(fù)合材料正在航空航天領(lǐng)域“大顯身手”，而其輕質(zhì)、耐腐蝕等性能優(yōu)勢(shì)也逐漸被越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域關(guān)注到。

中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司技術(shù)專家張定金介紹，風(fēng)電葉片使用碳纖維及其復(fù)合材料，能延長(zhǎng)壽命，而且直徑可以擴(kuò)大到100米以上。風(fēng)電裝置的發(fā)電能力與葉片長(zhǎng)度的平方成正比，葉片大幅變長(zhǎng)后，單位發(fā)電量大幅增加。與燃煤和燃油發(fā)電（燃煤和燃油發(fā)電的平均值）相比，如果該風(fēng)機(jī)使用25年，每臺(tái)風(fēng)機(jī)可減少31.8萬(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量。汽車尤其是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域使用碳纖維及其復(fù)合材料，也具有明顯的減排效果。與主要由高強(qiáng)度鋼和鋁制成的車身相比，如果在中型電動(dòng)SUV車身中使用16%的碳纖維及其復(fù)合材料，可以使車身減輕16%，減少13%的電池，汽車油耗將會(huì)改善……

中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)有關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展和積累，我國(guó)高性能纖維及復(fù)合材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，進(jìn)入先進(jìn)國(guó)家行列。目前，我國(guó)已成為全球品種覆蓋面最廣、規(guī)模最大的高性能纖維生產(chǎn)國(guó)，在全球范圍內(nèi)占有重要地位。

“我國(guó)高性能纖維及其復(fù)合材料行業(yè)通過(guò)狠抓關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，著力拓展下游應(yīng)用，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)進(jìn)步、體系建設(shè)等方面取得了明顯成就，特別是突破了高性能特種編織物的設(shè)計(jì)與精確成型、自動(dòng)化編織、大尺寸結(jié)構(gòu)件三維編織成型方法，系列裝備及產(chǎn)品已成功應(yīng)用于國(guó)家戰(zhàn)略需求領(lǐng)域，為我國(guó)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升注入新動(dòng)力。”中國(guó)工程院院士孫以澤表示。

應(yīng)用需求牽引產(chǎn)業(yè)未來(lái)成長(zhǎng)

中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)呂佳濱指出，當(dāng)前，我國(guó)高性能纖維技術(shù)進(jìn)步明顯，碳纖維在T1000級(jí)、T1100級(jí)、M55J級(jí)、M60J級(jí)、M40X級(jí)碳纖維關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，建立起自主技術(shù)體系；對(duì)位芳綸、間位芳綸取得新技術(shù)突破，推動(dòng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展；超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)位居全球先進(jìn)行列；連續(xù)玄武巖纖維行業(yè)技術(shù)穩(wěn)步提升，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；其他高性能纖維發(fā)展也取得積極成效。

“高性能纖維產(chǎn)品豐富，已廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工、風(fēng)力發(fā)電、土木建筑、汽車工業(yè)、軌道交通、海洋工程、光纜通信、安全防護(hù)、環(huán)境保護(hù)、體育休閑等領(lǐng)域，并已形成特定領(lǐng)域的穩(wěn)定應(yīng)用。”呂佳濱說(shuō)道。

基于對(duì)高性能纖維的需求分析，呂佳濱表示，“高性能纖維需求較分散，具有非常廣闊的成長(zhǎng)性，隨著纖維材料技術(shù)提升，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，市場(chǎng)天花板將不斷上移。”呂佳濱建議，從強(qiáng)化科技創(chuàng)新核心作用、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、積極推進(jìn)數(shù)字化升級(jí)等方面著力推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

此外，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步及綠色低碳發(fā)展成為全球共識(shí)，高性能纖維及其復(fù)合材料有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，高性能纖維及其復(fù)合材料也迎來(lái)廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，這為行業(yè)提供了新的市場(chǎng)機(jī)遇。“因具有質(zhì)輕高強(qiáng)、損傷容限高，耐疲勞、耐化學(xué)腐蝕和耐候性好、加工成型方便等特點(diǎn)，復(fù)合材料具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。”中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)孟弋潔表示，目前，先進(jìn)復(fù)合材料正朝著高性能化、多功能化、環(huán)保化和智能化等方向發(fā)展；未來(lái)高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料將在先進(jìn)高效航空裝備、人形機(jī)器人、深部資源勘探開(kāi)發(fā)裝備、高端文旅裝備和6G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。

廖子龍同樣對(duì)先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展抱有期待。他表示，未來(lái)，先進(jìn)復(fù)合材料用量及應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嘣黾樱瑥?fù)合材料制造將向整體化、智能化、低成本化和快速工業(yè)化批產(chǎn)發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)用復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料將有新的機(jī)遇。為此，他建議下一步應(yīng)關(guān)注復(fù)合材料規(guī)范、材料通用數(shù)據(jù)庫(kù)、測(cè)試與評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)等。

技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用開(kāi)發(fā)仍有提升空間

當(dāng)前，我國(guó)高性能纖維及復(fù)合材料行業(yè)在全球的地位正在穩(wěn)步上升，不僅體現(xiàn)在日益擴(kuò)大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，同時(shí)在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用開(kāi)發(fā)方面等也展現(xiàn)出強(qiáng)勁的動(dòng)力，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。

在工業(yè)和信息化部聯(lián)合相關(guān)部門先后印發(fā)的《化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《紡織工業(yè)提質(zhì)升級(jí)實(shí)施方案（2023—2025年）》中，進(jìn)一步提升高性能纖維生產(chǎn)及應(yīng)用水平都被列入重點(diǎn)專項(xiàng)工程。可見(jiàn)，高性能纖維及復(fù)合材料未來(lái)仍將是國(guó)家關(guān)注、支持的重點(diǎn)行業(yè)，支持的重點(diǎn)方向?qū)⒏鼮榫劢乖趪?guó)家重大戰(zhàn)略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸領(lǐng)域。

呂佳濱指出，行業(yè)整體技術(shù)成熟度亟須進(jìn)一步提高，關(guān)鍵輔料和裝備自主保障能力仍需增強(qiáng)，同時(shí)，下游應(yīng)用領(lǐng)域亟待拓寬。

中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司董事長(zhǎng)張國(guó)良表示：“產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主可控與高質(zhì)量發(fā)展的路徑，關(guān)鍵在于堅(jiān)持不懈地進(jìn)行技術(shù)迭代和協(xié)同創(chuàng)新。國(guó)產(chǎn)碳纖維要進(jìn)一步提高性能，比如開(kāi)發(fā)高強(qiáng)碳纖維是重要發(fā)展方向，要不斷降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，大家要致力于解決行業(yè)共性問(wèn)題，不斷突破關(guān)鍵技術(shù)，探索上下游企業(yè)間更緊密的合作方式，不斷拓展應(yīng)用場(chǎng)景，提升產(chǎn)業(yè)鏈的整體競(jìng)爭(zhēng)力。”

對(duì)于未來(lái)高性能纖維如何發(fā)展，孫以澤則建議，一是加強(qiáng)基礎(chǔ)創(chuàng)新，提升自主創(chuàng)新能力，增強(qiáng)自主配套能力和自主保障能力，維護(hù)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定，這也是新階段培育發(fā)展行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的重要支撐。二是強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)協(xié)同，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級(jí)。三是關(guān)注重點(diǎn)技術(shù)，培育產(chǎn)業(yè)新增長(zhǎng)極。“要重點(diǎn)關(guān)注碳纖維三維編織裝備、大尺寸自動(dòng)鋪絲、鋪帶裝備、自動(dòng)模壓裝備等技術(shù)，形成碳纖維復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈智能制造裝備技術(shù)體系。同時(shí)也要關(guān)注其他高性能纖維及復(fù)合材料的智能裝備技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提高設(shè)備的智能化水平，如設(shè)備穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率、數(shù)據(jù)采集和分析等，這將是未來(lái)高性能纖維材料產(chǎn)業(yè)的重要增長(zhǎng)極。”

而在孟弋潔看來(lái)，高性能纖維復(fù)合材料未來(lái)發(fā)展也應(yīng)從三個(gè)方面發(fā)力：一是材料質(zhì)量與定制化設(shè)計(jì)，注重原材料本身質(zhì)量，并從分子結(jié)構(gòu)層面對(duì)目標(biāo)材料體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別關(guān)注使用溫度、韌性、工藝特性和浸潤(rùn)特性。二是結(jié)構(gòu)一體化、智能制造化，加強(qiáng)復(fù)材設(shè)計(jì)方法和基于制造的工程的設(shè)計(jì)研究，按復(fù)材的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，重視自動(dòng)化技術(shù)并控制成本。三是人員團(tuán)隊(duì)政策三位一體，建立適應(yīng)復(fù)材未來(lái)發(fā)展的高素質(zhì)團(tuán)隊(duì)。