我国碳纤维产业的发展与思考
关键词:碳纤维;发展;问题;思考
1前言
碳纤维是国家战略性新材料,世界碳纤维从20世纪60年代起步,日本和美国掌握碳纤维的核心生产技术。日本东丽公司代表着世界高性能碳纤维研发的最高水平,开发生产T-300至T-1000的高强碳纤维和M-30S至M-60J的高模碳纤维[1],引领世界碳纤维技术的发展。
2我国碳纤维的发展历程
2.1自主研发阶段
1962年,中科院钱人元先生担任"聚丙烯腈基碳纤维的研制"课题组长,开展碳纤维基础研究工作,标志着我国进入碳纤维研究领域。
1975年,在国防建设急需碳纤维材料的背景下,国防科工委主任张爱萍将军主持召开全国第一次碳纤维会议,简称7511会议[2],制定了十年发展规划,安排20多家单位进行研发和生产。
1981年,我国建成碳纤维原丝产能50吨,年产碳纤维约2吨,产品性能基本达到东丽公司T-200水平,但产品质量一直难以有大的突破,无法制备航天航空用的结构材料。
2.2对外引进阶段
1982年,鉴于碳纤维及其原丝技术的复杂性,国内碳纤维研发转向引进国外先进设备和技术,上海碳素厂试图引进美国Hitco碳化设备,但遭到否决。
1984年,吉林化学工业公司向唯一同意出售设备的英国RK公司,购买碳化设备及相应测试仪器,炭化能力为100吨/年(12K);1986年,由北京化工学院提供工艺参数,委托RK公司加工制造10吨/年(12K)预氧化、炭化中试线,但这两套引进设备未能有效运转。
在近二十年引进开发过程中,我国碳纤维生产技术始终停留在八十年代初水平[3],未能取得有效进展。
2.3回归自主开发
2001年9月,师昌绪院士主持召开"聚丙烯腈基高性能碳纤维研制与开发战略研讨会",统一了实验室成果必须经中试放大考验后才能产业化的发展模式。同年10月,国家科技部设立碳纤维专项,正式将碳纤维项目纳入国家发展轨道。
2005年,国家将碳纤维列为重大基础研究项目(九七三项目),从根本上确保碳纤维项目研发的有力推进。
至2010年,我国的碳纤维产业得到飞速发展,实现产业化生产,产品质量基本达到日本东丽T-300水平。
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