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壯麗70年 | 自主攻克“卡脖子”難題,光威復材“黑色黃金”點燃民族之光

2019-09-16 08:53:06 來源:中國紡織報

新中國成立70年來,作為保障國防軍工領域重要的戰略物資,我國碳纖維產業的發展經歷了一段艱難曲折的歷程。

所謂“國之利器,不可以示人”,真正的核心技術是買不來的。被譽為材料界“黑色黃金”的碳纖維材料,就屬于受封鎖、買不來核心技術、必須依靠自主研發才能發展起來的“國之重材”。

碳纖維是一種高性能合成纖維,廣泛應用于航空航天、軌道交通、風電能源、建筑等領域,也是國防武器裝備保障的重要戰略物資。1959年,日本用聚丙烯腈基原絲制造出碳纖維,從此開啟高科技材料“黑色黃金”的應用征程。在隨后的幾十年里,日、美等國相繼研發出碳纖維系列產品,并逐漸占據全球碳纖維市場85%的份額。我國研發碳纖維從上世紀60年代開始,但是30余年的研發過程充滿坎坷,嚴重制約我國國防、工業事業的發展,成為“卡脖子”難題。

面對巨大的資金和技術風險,威海光威復合材料股份有限公司(以下簡稱“光威復材”)自2002年開始進行碳纖維項目立項,經過3年的研發,2005年突破國產T300級碳纖維核心技術,產品性能全部達標,成為我國第一家實現碳纖維工程化的企業,我國也成為世界上少數掌握高性能碳纖維工程化關鍵技術的國家之一。

找準突破口進軍上游預浸料

在研發高科技材料碳纖維之前,光威復材所屬的集團公司光威集團就從事與碳纖維應用緊密相關的領域——碳纖維漁具產業。光威集團成立于1987年。經過32年的經營發展,光威集團研發的漁具已占全球漁具市場份額的25%,年產值近10億元,擁有“GW”、“光星”兩大自主品牌,同時光威集團也成為目前國內漁具產業綜合產能最大的企業。

在漁具產業蓬勃發展的過程中,漁具對碳纖維應用引領具有非常重要的意義。由于當時國產碳纖維技術、產品的發展緩慢,漁具用的碳纖維及預浸料產品完全依賴進口,因碳纖維及預浸料廣泛應用航空航天、武器裝備特殊領域,日美等國家對中國進行嚴控封鎖,我國各個領域應用的碳纖維及預浸料受制于人。1998年,光威集團投資200萬美元引進預浸料生產設備,建成國內首條寬幅預浸料生產線,研發出各種高性能樹脂體系、核心工藝技術,填補國產預浸料產品、技術的空白,生產出真正意義上的第一卷中國碳纖維預浸料,一舉打破美日在該領域對我國的壟斷。經過10余年的發展,光威集團擁有自主知識產權的碳纖維預浸料設備設計、制造能力,形成多項專利和核心技術,建成預浸料生產線16條,年產能為2500萬平方米,主持起草《碳纖維預浸料》國家標準

自主研發攻克“黑色黃金”

2001年,我國對碳纖維幾十年的研究仍無重大突破。碳纖維是發展先進殲擊機和導彈所必須的復合材料的重要組成部分,特別是戰略導彈急需高性能碳纖維。但是工業先進國家長期對我實行封鎖,既不出售產品,也不轉讓技術。因而,高性能碳纖維的生產必須立足國內。21世紀中國如果沒有自己的碳纖維,將落后整個時代。隨后,國家科技部設立碳纖維專項,成立“863”專家組,投入2億元研發資金。

引進的首條寬幅預浸料生產線

那一階段的光威集團,對碳纖維預浸料的成功創新不僅給企業帶來了贏利,還使企業對自主核心技術創新有了深刻的認識。面對國外的嚴控封鎖,光威集團堅定信心要打破壟斷,要形成自己的核心技術,用核心裝備來武裝企業。面對預浸料應用的原材料碳纖維依然受制于人的狀況,光威集團提出要在原有碳纖維漁具、碳纖維預浸料的產業上進行自主升級,并成立碳纖維研發項目團隊研發碳纖維。

2003年,國家碳纖維“863”專家組來光威復材對預浸料產品實地調研時,一個偶然的機會知曉光威復材在做碳纖維,這個國家幾十年都沒攻克的“黑色黃金”,居然在一家民營小魚竿廠能做出來,令專家組一時難以置信。當時,參加碳纖維“863”專項有兩個“國家隊”,研發進展停滯不前,專家組本著負責任的態度立即決定現場抽樣、現場封樣、立馬檢測等工作,經過權威第三方盲測、公正評比后,光威復材取得“863”入圍資格。專家組根據第三方測試評比,光威復材碳纖維的力學性能最優,在與“國家隊”的較量中名列前茅,并以最快的速度臨時追加2個碳纖維“863”項目,光威復材也獲得1600萬元的資金支持。同時,作為國防戰略物資,開始對國產碳纖維進行軍工航空驗證,代表光威復材正式 “參軍”。

2010年至今,光威復材公司生產的CCF300碳纖維進入穩定供貨階段,成為國內軍工航空領域最大供應商,給國家戰略裝備提供保障。一家民營企業自主研發的“黑色黃金”點燃了民族之光。

拓展全產業鏈增強競爭力

十幾年來,光威復材研發突破系列型號碳纖維核心技術,形成了原絲—碳絲—預浸料—制品—裝備全產業鏈研發生產能力,擁有“碳纖維國家工程實驗室”、“國家企業技術中心”、“博士后工作站”等9個國家及省級科研平臺。公司承擔包括包括“863”在內的項目80余項,主持《聚丙烯腈基碳纖維》《碳纖維預浸料》兩項國家標準,申請專利338項,授權專利182項;獲得“國家高科技產業化十年成就獎” “國家科學進步二等獎”等多個獎項。

光威復材目前已經掌握了濕法工藝 、干噴濕紡工藝,能夠生產高強型、高模型、高強高模型碳纖維,產品能夠滿足我國軍工領域對碳纖維材料的自主供應需求。光威復材不僅能生產出系列高強系列碳纖維、高模系列碳纖維 ,還能生產大絲束碳纖維。同時,近幾年,光威復材在民用領域大舉發力,成為全球風電“巨頭”維斯塔斯風電碳梁的重要供應商,民用業務也成為公司業績重要的支撐力。

目前,光威復材在國產碳纖維自主研發的道路上,已經建立起多維、立體的軍民品協同發展模式,搭建起全產業鏈的科研和生產平臺,形成了可持續的健康發展能力,步入了良性發展軌道,企業綜合競爭能力和贏利能力穩步增強,走出了一條自主創新的中國“黑色黃金”高質量發展之路。

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