环球小咖|中国攻克新材料之王，打破日本封锁，80多岁院士亲自出马
碳钎维号称“黑色黄金” ， 是一种性能远超钢铁的先进材料 ， 一仅有头发丝1/10粗丝的高性能碳纤维 ， 拉伸强度可以达到钢的7-9倍 ， 换句话说 ， 五六根头发丝的粗细的碳纤维吊起一个几十斤的儿童都没有问题 ， 而重量只有钢铁的四分之一 ， 几千度高温都不怕 ， 因此非常受一些需要减重的装备欢迎 ， 比如飞机、火箭、高铁等等 ， 可以让他们飞的更快、更远或者拉更多货 ， 不仅如此 ， 碳纤维在耐腐蚀、耐高温、导电导热性方面也表现良好 ， 可以说是“新材料之王” 。
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我国生产的碳纤维原丝
碳纤维如此重要 ， 各国争相砸重金研发 ， 目前我国碳纤维已经追上了世界先进水平 ， 这次空军支援武汉的运20 ， 机身就大量采用了国产碳纤维材料 ， 减了很多重量
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运20没刷漆状态 ， 绿色部分就是碳纤维材料
不仅在军机上应该广泛 ， 而且在工程中也广泛应用 ， 比如港珠澳大桥建造需要用起重船吊起海底隧道的沉箱 ， 起重吊索就是用碳纤维做的 ， 每个丝束由1000多根小丝组成 ， 每束丝的强度可以吊起60公斤 ， 每根起重吊索由14万束碳纤维丝组成 ， 能够吊起8000吨 。
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10微米碳纤维单丝对比头发丝（粗的）
碳纤维最早是被用作电灯泡的灯丝 ， 20世纪50年代以后 ， 为了解决导弹发动机和弹头耐高温和耐腐蚀等问题 ， 美国研制出真正意义上的碳纤维-粘胶基碳纤维 ， 但就是太贵了 ， 成本下不来 ， 没法大规模使用 ， 做实验打几发都肉疼 。
随着技术的发展 ， 中国正在快速追赶 ， 日本、美国垄断全球碳纤维市场的局面被打破 。 据统计 ， 2018年世界碳纤维理论产量15.48万吨 ， 其中美国3.73万吨占24% ， 日本3.56万吨占19% ， 中国大陆2.68万吨占17%排第三 ， 三国总产量占全球60% ， 全球碳纤维出现了三国争霸的局面 ， 不过我国碳纤维生产的主要还是一些相对低端的产品 ， 像钓鱼竿 ， 球拍 ， 自行车等等 ， 高性能高端的少 ， 因为我们技术突破的晚 ， 不过正在改观 。
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日本在上世界50年代就开始研究碳纤维材料 ， 走的是小丝束路线 ， 其中东丽公司技术水平最高最厉害 ， 东丽的T700、T800、T1000等一系列碳纤维产品的型号 ， 已成为全球碳纤维的强度标杆 ， 到2017年 ， 东丽在小丝束碳纤维领域占据全球市场26% ， 而起步比日本更早的美国走的是更加容易的大丝束技术路线 ， 他们家的碳纤维用在了F-22 ， F-35等先进战机、军工、航天领域 ， 占领大丝束全球市场58% 。
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美国F-35隐身战斗机
其实小丝束技术路线性能会更好 ， 但美国为什么不选呢？这其实也是被资本追求短期收益害的 ， 如果公司砸重金研发一个东西 ， 一个是容易的今年就能看到效果 ， 一个是困难的 ， 要十年后才能看到效果 ， 私人资本为了追求股价好看 ， 自然会选容易的 ， 但日本不一样 ， 在国家和财阀支持下进行了一些长期规划 ， 选择了性能更好 ， 但更难得小丝束路线 ， 这一个选择让日本东丽最终奠定了碳纤维领域的霸主地位 ， 他们公司的碳纤维性能标准成为了全世界的标准 。
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日本东丽公司社长日觉昭广
我国碳纤维研究始于上世纪60年代 ， 1975年在张爱萍将军的组织下 ， 20多家研究所和企业联合攻关 ， 解决了我国碳纤维的有无问题 ， 这个时候还谈不上性能有多好 ， 跟国外最先进的也没法比 ， 随着外国碳纤维技术越来越好 ， 造出来的碳纤维战机 ， 导弹 ， 火箭性能甩我们越来越远 ， 这样下去肯定不行 ， 这时候已经80多岁高龄的两院院士师昌绪站了出来 ， 提出了《关于加速开发高性能碳纤维的请示报告》 ， 引起了国家重视 ， 第二年设立了国家863计划的碳纤维关键技术304专项 ， 组织精兵强将 ， 并且积极引进国外碳纤维人才 ， 给钱给待遇给职位 ， 先后突破了T300 ， T600 ， T800 ， T1000系列高性能碳纤维的生产技术 。
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