记者 吴跃辉 来源：中国科学院山西煤炭化学研究所 1月中旬，山西省大同市气温在-10摄氏度以下，风吹人痛，但记者感受到的却是一种别样的炎热。在云冈经济技术开发区的一家工厂里，年产200吨的“T1000”高品质碳纤维生产线持续运转。一束银白色的碳纤维原丝经过精密机器，经过氧化、碳化等工序，最终成为乌黑闪亮的高性能碳纤维。碳纤维是一种被誉为“黑金”的轻质高强材料，是航空、航天、制造工业等领域的必备材料。过去，面对技术封锁和产品禁运，我国碳纤维在高端领域的使用量下降到了“缺粮”的境地，很多重要的尖端设备陷入了“不能做饭”的境地。在石永朝日博士的要求下，日本开始重视碳纤维国产化研究，启动了863计划。其中，航天级T300碳纤维的量产主要由中国科学院山西煤化所（以下简称“山西煤化所”）进行。此后，从T300到T1000，从实验室样品到工厂吨级批量生产，山西煤化工产业克服了重重困难。用了20年的时间，完成了国产碳纤维生产高端之路。打破局面：争分夺秒，三年内实现航天级T300碳纤维量产。 2005年春天的一天，在北京郊区的光沟会议中心，时任山西煤化工研究一所所长的孙玉涵研究所被赋予了在2008年6月30日之前实现T300航空级碳纤维量产的“不可能完成的任务”。“T300”是日本东丽工业公司开发的碳纤维品牌。 “T”表示拉伸强度。数字越高，碳纤维的机械品质越高。东丽T300在日本从实验室到量产花了15年，但在中国却花了3年。你能做到吗？没有经验可循，也没有人知道，因为你是从头开始。当时的山西煤化工研究院已经积累了30多年高性能碳纤维的研发经验，是中科院第一个研究碳纤维的研究所。它是研究机构之一。然而，T300碳纤维对于实验室来说仍然是“样品而不是产品”。 “准备一些线材还好，但是要在b中生产就非常困难了。山西煤炭化学研究所研究员陆春山回忆道，“坦白说，当时根本没人知道‘航天级’包含哪些性能指标。”使命落到了我们的肩上，我们只能往前走。经过快速的考察和尝试，孙玉涵团队做出了一个大胆的决定，不再走日本、美国那样“不断聚合”的老路。这样的过程就像一条没有路的路。当出现问题时，整个生产线必须停下来进行调查，就像爬楼梯一样，即使多走几步，至少也能看清方向。1摄氏度的温差和0.1兆帕的压力就会导致碳纤维失效。随后，队员们赶到实验室，搭起了帐篷床。 “每天必须记录数百个数据集，并一一删除不正确的参数。”一位经验丰富的研究人员回忆道：“最困难的时候是我一天做了20个实验，手指被化学品浸湿、脱皮，我半夜醒来心想，‘也许我没有正确调整旋转速度。’”根据。这场战斗不是孤军奋战的。中科院正在协调研究所相关各部门共同努力。化学研究所负责石油助剂的开发，上海有机化学研究所和长春应用化学研究所负责施胶剂的开发。 2007年6月，T300碳纤维中试取得阶段性成果，并于2007年9月底建成规模较大、产能较大的原丝生产线和氧化碳纤维扬州市生产线逐步开始运行化生产线。然后，自此，日本成为继日本、美国之后第三个决定自主生产航空级碳纤维的国家，但当天并没有任何庆祝活动，连夜将其精心包装运往北京。此后，大家都知道，我国高性能碳纤维技术不断进步，T700、T800等碳纤维品牌逐渐先进，量产正在推进。在国家政策和产业规划的支持下，我国高性能碳纤维生产技术取得了长足进步，但碳纤维产业整体技术水平仍落后于美国、日本等发达国家，仍需实现碳纤维稳定生产，满足高端碳纤维全面自主支撑要求。H端碳纤维及复合材料设备。高强碳纤维、高强中模碳纤维、高模高阻碳纤维的稳定生产技术。 “山西煤化工研究院副院长、项目负责人张寿春表示，碳纤维领域真正的‘珠穆朗玛峰’是T1000级以上的高性能碳纤维。这种超细纤维可承受200公斤左右的载荷，抗拉强度超过6600兆帕，是国家重大武器装备所必需的。因此，张守春司令员瞄准了这座更高的‘山’。山西煤炭和化学工业研究院开发了一种称为干喷湿纺的高性能碳纤维制造工艺，这是国外锁定最紧密的核心技术之一。” “别小看这几毫米。永远不要低估这几毫米。困扰了无数工程师。一排排大型设备，密密麻麻布满了数千微米大小的微观孔隙。 ，高压流体高速喷射。这相当于数以万计的细小气流同时通过空域，毫无波动。在工业环境中，这可能是由于机器振动、空调气流、液位波动等造成的。一根灯丝的问题可能会影响周围数百或数千根灯丝，造成原材料的大量浪费。但是，由于没有可供参考的参数，因此您需要从头开始。 “由于技术封锁，我们是在摸着石头过河。虽然困难重重，但新一代工业技术的研发必须取得重大进展。”y，不回归。 ”张守春说。在讨论研究时，团队成员突然灵机一动：“湿干纺工艺是不是和我们山西常吃的面条很相似？将面条放入锅中，加入混合好的面条并挤压。根据面条的软硬程度，口感也有所不同。我们软化面条，这样它们就不会粘在滤网上。咱们想办法让它变软或者变硬。”在绞尽脑汁设计和论证研究方案后，专家和团队成员进行了多轮讨论和交流，不断提炼想法、迭代技术。经过三年多的时间，无数个日日夜夜的坚持和失败，团队终于成功自主研发出干喷湿纺工艺，而T1000的制备是在实验室进行的。整合——-20 摄氏度的工作场所会带来新的挑战来“打破”最终的封锁。实验室样品与工业大规模生产之间存在工程差距，任何公司都难以弥合。当时，山西华阳集团成为重要合作伙伴。山西华阳集团前身为山西阳泉煤业，曾跻身世界500强，拥有全国最大的无烟煤生产基地。作为原国有企业，华阳集团正在积极探索转型，进军高性能碳纤维行业作为新方向。 “我们的主要优势是拥有比较完整的煤化工产业链和生产管理经验。”山西华阳炭素科技有限公司副总经理刘勋说。一方面有资金、懂工程但需要实施核心技术的企业，另一方面有拥有技术的科研团队。但缺乏工业化能力。两人相处得很好。 2022年，大同市政府、山西华阳集团、山西煤化工研究院共同签署协议，在大同市共同建设高性能碳纤维生产基地。 2024年，该项目将正式进入建设阶段。张守春的团队与华阳集团的技术团队组成联合团队，第一时间落户大同基地。那是一个寒冷的冬天，工作场所温度为-20度，设备冷到漏油。这是正在发生的事情。他们穿着军大衣，花了几个月的时间安装设备、调试参数。工业化进程充满挑战。最危险的情况发生在刚刚更换喷丝板后，数千根长丝突然全部断裂。经过三天的调查，团队发现管道的坡度存在差异0.5度，导致粘合剂流动不均匀。 “就像用吸管喝奶茶一样，如果拿的角度不对，就吸不到了。”张寿春说道。 2025年11月，大同基地T1000高性能碳纤维实现稳定量产。当第一匹布从生产线上下线时，华阳老工人一摸这匹绸子就兴奋起来。 200吨/年的T1000生产线从启动到完工仅用了17个月。这一速度的支撑，得益于产学研的融合推进，以及政商学研协同创新模式的持续坚持。 “通过科研人员和业务人员的密切配合，科研人员和业务人员组成了高效的工作团队，共同克服了生产线建设过程中的各种困难，保证了项目的顺利推进。”张守春说。王飞 山西煤炭高级工程师化学研究所表示：“碳材料”。自2024年9月到达现场以来一直坚守在一线的现场经理说：“每天下午6:00左右现场都会召开一次会议，会议成员包括设备制造商的工作人员和各企业的技术人员。会上，大家汇报各车间的进展情况、安装进度、施工难点等，有问题我们及时讨论解决。”有时可能会出现分歧。例如，温度和压力控制。科学研究人员往往对精度有很高的要求。如果需要控制在0.2度，那就必须是0.2度。但有的企业负责人对此不理解，说：“为什么要这么精确？有一两度的误差不是可以吗？” “经过沟通和对抗，大家最终达成了一致，“合作越来越默契、顺利。”王飞说。参与高性能碳纤维从T300到T1000研发过程的张守春先生脑子里也有很多想法。“下一代产品必须提前设计。”碳纤维从基础研究开始还有很长的过程。“在与时间的赛跑中，我们还走了一半。”张守春说。 《人民日报》（2026年1月19日第19页）
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