有一種新型尖端材料,只有人頭發(fā)絲粗細的十分之一,筷子粗細的一小束,卻能拉動兩架C919大飛機,這就是被稱為“黑黃金”的碳纖維。
從造不出一塊玻璃鋼到碳纖維產(chǎn)能世界第一,中央企業(yè)在復(fù)合材料領(lǐng)域不斷實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破,以“國之大材”助力中國“智”造一路向前。
今天帶來《國家工業(yè)密碼》有聲故事第八集《玻璃鋼,是玻璃還是鋼?》。
碳纖維雖然被叫做“黑黃金,但事實上,有些高性能碳纖維比黃金稀缺。
先來看看它有多優(yōu)秀吧。
碳纖維用于制造列車可以助力提升車輛速度。
中國建材助力全球首列商用碳纖維地鐵列車問世
碳纖維用于航空航天可以助力載人飛船更輕更強,承載能力更大。
神舟載人飛船用的推進分系統(tǒng)主承力薄壁加筋截錐,是我國載人航天史上首次使用的大型碳纖維復(fù)合材料制品
碳纖維用于風(fēng)力渦輪機葉片可以增強葉片剛性,提高發(fā)電效率。
中國建材碳纖維已經(jīng)成為海陸葉片大型化發(fā)展的剛需
碳纖維用于建筑工程可以提高房屋抗震性能和承載能力。
中國建材助力建造國內(nèi)首例應(yīng)用千噸級碳纖維索錨體系的斜拉索車行橋——徒駭河大橋
要知道,碳纖維這么好生產(chǎn)卻相當復(fù)雜。長期以來碳纖維技術(shù)一直是美國和日本獨霸,就連前蘇聯(lián)也沒能攻克這個難關(guān)。
而在60多年前,別說碳纖維了,我國在復(fù)合材料領(lǐng)域就連一塊玻璃鋼也造不出來。
玻璃鋼:不是玻璃不是鋼
玻璃鋼和碳纖維有啥關(guān)系呢?
不妨先來拆解一下玻璃鋼的制作過程:將玻璃熔化后拉成很細的纖維絲,再與樹脂結(jié)合就形成了玻璃鋼。
這樣做的目的只有一個,得到一種強度更高的復(fù)合材料。
玻璃纖維和碳纖維一樣,在復(fù)合材料中都起到纖維增強的作用。
中國建材生產(chǎn)的玻璃纖維成品
因此,玻璃鋼既不是玻璃,也不是鋼,本質(zhì)上它是一種塑料。
那為什么叫玻璃鋼?
時間來到上世紀50年代,時任重工業(yè)部副部長的賴際發(fā)同志率團訪問蘇聯(lián)時,看到坦克外殼經(jīng)受原子彈爆炸后的高溫?zé)g仍然完好無損,這種制作坦克外殼的特殊材料就是玻璃鋼。
回國時,他特意帶回了一塊材料樣品。他想,咱們中國也一定要做出這種材料!
1958年,玻璃鋼的研制工作啟動了,從原建筑工程部玻璃陶瓷研究院(中國建材子企業(yè)中國建材總院前身)抽調(diào)了7名同志組成科研小組,開始從蘇聯(lián)帶回的樣品摸索著搞。
中國第一塊玻璃鋼
值得慶幸的是無堿玻璃纖維首先被成功研制出來了。
怎么將這些玻璃纖維壓制成板呢?
當時不掌握熱壓工藝技術(shù),在一遍一遍的反復(fù)試錯中烘干材料用的烘箱就爆炸了兩個。
終于在4個月后,科研小組成功壓制出了我國第一塊玻璃鋼板。
它長1.2米、寬0.5米,厚5毫米,放到現(xiàn)在根本算不上什么,可在當時卻實現(xiàn)了“零”的突破。
1957年11月12日,朱德委員長親臨建筑材料工業(yè)研究院(中國建材子企業(yè)中國建材總院前身)視察,高興地指出,玻璃纖維很有用,要繼續(xù)搞下去,爭取能成批生產(chǎn)。
第一塊玻璃鋼研制成功,賴際發(fā)興奮地說:“國外把這種產(chǎn)品叫‘增強塑料’,我看它強度相當于鋼材,又含有玻璃組分,也具有玻璃那樣的色澤,就叫‘玻璃鋼’吧!
從此,“玻璃鋼”一詞沿用至今。
中國復(fù)合材料工業(yè)也就此起步,玻璃鋼在中國的首次應(yīng)用是在國防軍工事業(yè)中,特別是在“兩彈一星”等重大工程中發(fā)揮了重要作用。
而到了上世紀80年代浴缸、整體浴室、火車窗框等產(chǎn)品相繼問世,玻璃鋼逐漸走進尋常百姓家,成為了我們?nèi)粘I钪袕V泛使用的材料。
玻璃鋼只是復(fù)合材料的一種,我們應(yīng)該已經(jīng)能猜到“復(fù)合材料”有多強大了:理想的耐熱性、優(yōu)異的耐腐蝕性,更重要的是它只有普通鋼材重量的1/6到1/4。
步履不停的工業(yè)化技術(shù),推動著復(fù)合材料不斷迭代,又一種性能更高的新材料出現(xiàn)了,就是開頭提到的碳纖維。
碳纖維:強韌與輕盈的新材料之王
要想制造出這樣的“黑黃金”,我們又經(jīng)歷了怎樣的升級打怪之路呢?
事實上,我國碳纖維材料研究起步很早,1960年就開始了,但進展緩慢。
上世紀90年代,體育用品需要更加高強輕質(zhì)的材料,釣魚竿從玻璃鋼逐漸進入碳纖維復(fù)合材料時代。
國產(chǎn)釣魚竿使用的碳纖維材料需要從日本采購卻經(jīng)常供應(yīng)受限,還時不時通知性漲價。
于是碳纖維的研發(fā)從釣魚竿這個民用領(lǐng)域開始突破了。
中國建材高性能T300碳纖維生產(chǎn)線
隨著更多技術(shù)的掌握和應(yīng)用,2008年,我國自主研制的T300級碳纖維成功量產(chǎn),終于打破了美日壟斷!
中國建材T700級碳纖維生產(chǎn)線
四年后,,國產(chǎn)T700級碳纖維技術(shù)就達到了國際先進水平。
2020年,日本對我國實行了高端碳纖維材料禁售的政策,不賣了!
日本人沒想到的是我們早就不用買了!
我國成為了繼日美之后第三個掌握超高性能碳纖維工業(yè)技術(shù)的國家。
中國建材T1000級碳纖維生產(chǎn)線
時至今日,在中國建材車間,自動化生產(chǎn)線正開足馬力生產(chǎn),一束束原絲向遠處有序延伸,經(jīng)過預(yù)氧化、低溫碳化、高溫碳化、烘干等工序被纏繞成一軸軸高性能黑色碳纖維。
干噴濕紡技術(shù)是生產(chǎn)高性能碳纖維的先進工藝路線。
中國建材以自主化、規(guī);癁槟繕,持續(xù)進行自主工藝研發(fā)和關(guān)鍵配套裝備研制,已逐一攻克了干噴濕紡碳纖維核心技術(shù)難題并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
中國建材全球首創(chuàng)干噴濕紡大絲束產(chǎn)品
目前,中國碳纖維已經(jīng)實現(xiàn)自給自足,運行產(chǎn)能幾乎占全球產(chǎn)能一半,雄踞世界第一。
當中國的高性能碳纖維“開花結(jié)果”之時,國際市場碳纖維價格應(yīng)聲回落。
中國建材中復(fù)神鷹西寧公司是全球單體規(guī)模最大的全流程碳纖維生產(chǎn)基地
從第一塊玻璃鋼,到復(fù)合材料領(lǐng)域多項世界第一,從研究院所走向普羅大眾。
曾經(jīng)“高不可攀”的新型尖端材料,推動著中國“智”造不斷向前,更在熱浪滾滾的產(chǎn)業(yè)升級中造福著你我生活。
75載歲月崢嶸,在中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下,新中國在幾乎“一窮二白”的基礎(chǔ)上,建立起今天門類齊全的現(xiàn)代工業(yè)體系。千千萬萬國有企業(yè)建設(shè)者用智慧和血汗筑就了立國之本、興國之器、強國之基、富國之源。如今,國有企業(yè)作為新型工業(yè)化的主力軍,在航空航天、信息技術(shù)、能源電力、裝備制造等領(lǐng)域打造出一大批領(lǐng)跑全球的重大成果,推動我國工業(yè)實現(xiàn)高端化、智能化、綠色化的歷史性變革。
新中國成立75周年之際,國務(wù)院國資委新聞中心聯(lián)合新華網(wǎng)、云聽APP、喜馬拉雅APP、機械工業(yè)出版社推出《國家工業(yè)密碼》——有聲故事網(wǎng)絡(luò)互動傳播活動,以國有企業(yè)工業(yè)文化遺產(chǎn)為起點,回顧國資央企打造工業(yè)體系的生動故事,解析寶貴經(jīng)驗的奮斗密碼,展望以中國式現(xiàn)代化全面推進強國建設(shè)、民族復(fù)興偉業(yè)的光明前景。
關(guān)于我們 | CENN服務(wù) | 對外合作 | 刊登廣告 | 法律聲明 | 聯(lián)系我們 | 手機版
客戶服務(wù)熱線:020-34333079、34333137 舉報電話:020-34333002 投稿郵箱:cenn_gd@126.com
版權(quán)所有:中國企業(yè)新聞網(wǎng) 運營商:廣州至高點網(wǎng)絡(luò)科技投資有限公司 地址:廣州市海珠區(qū)江燕路353號保利紅棉48棟1004