碳纖維是一種纖維狀碳材料，呈黑色，質(zhì)堅(jiān)硬，是一種強(qiáng)度比鋼大、密度比鋁小、比不銹鋼耐腐蝕、比耐熱鋼耐高溫，又能導(dǎo)電，具有電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)等綜合優(yōu)異性能的新型材料，因其制造技術(shù)難度大、實(shí)用價(jià)值高，被業(yè)界譽(yù)為“黑色黃金”。它能夠廣泛應(yīng)用于航空、航天、能源、交通、軍用裝備等眾多領(lǐng)域，是國(guó)防軍工和民用生產(chǎn)生活的重要材料。

    全球碳纖維核心技術(shù)一直被牢牢掌控在日本、美國(guó)等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家手中，他們始終保持對(duì)中國(guó)碳纖維行業(yè)嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。為了突破這一封鎖，在國(guó)家發(fā)展和改革委的鼎力支持下，由中科院山西煤炭化學(xué)研究所牽頭的碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室于2009年獲批建立。

    科學(xué)、技術(shù)和工程的有機(jī)結(jié)合

    “碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室以增強(qiáng)我國(guó)碳纖維制備技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，突破核心技術(shù)，提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，以該領(lǐng)域技術(shù)的重大科研成果進(jìn)一步研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化為任務(wù)，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，圍繞新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要，開展相關(guān)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，提高碳纖維制備技術(shù)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力?！睂?shí)驗(yàn)室主任呂春祥告訴記者。

    碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室依托在中科院山西煤化所建設(shè)，中科院寧波材料所、化學(xué)所、上海有機(jī)所為共建單位。實(shí)驗(yàn)室實(shí)行理事會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)室主任負(fù)責(zé)制，理事長(zhǎng)單位為中科院山西煤化所。

    “在國(guó)家專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支撐下，通過(guò)基礎(chǔ)研究、工程化研究、工業(yè)化示范到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的全過(guò)程研究，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)研究、高技術(shù)攻關(guān)、工程化和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的系統(tǒng)性和集成性?！眳未合檎f(shuō)。

    實(shí)驗(yàn)室瞄準(zhǔn)的是國(guó)家重大戰(zhàn)略和國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求，針對(duì)的是碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的瓶頸技術(shù)。“我們通過(guò)集中中科院內(nèi)外的相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)力量，構(gòu)建國(guó)家層面的完整的聚丙烯腈碳纖維關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、工程化研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用支撐平臺(tái)，開發(fā)具有國(guó)際先進(jìn)水平的工藝、裝備和配套材料的系列化碳纖維制備技術(shù)，建立碳纖維工藝規(guī)范、表征手段和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高我國(guó)聚丙烯腈碳纖維領(lǐng)域的自主創(chuàng)新和技術(shù)集成能力?！迸c此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還要建立碳纖維領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合機(jī)制，與產(chǎn)業(yè)部門緊密結(jié)合，引領(lǐng)和帶動(dòng)高性能碳纖維開發(fā)和應(yīng)用順利進(jìn)行。

    2010年，碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室組織召開了第一屆技術(shù)委員會(huì)第一次會(huì)議，技術(shù)委員會(huì)名譽(yù)主任、資深兩院院士師昌緒先生，技術(shù)委員會(huì)主任才鴻年院士等多名國(guó)內(nèi)碳纖維專家參加了會(huì)議，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展提出了重要的建議和意見。在這次會(huì)議中，原中科院副院長(zhǎng)施爾畏語(yǔ)重心長(zhǎng)地說(shuō)：“要充分利用碳纖維制備技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，做好碳纖維研發(fā)工作；要靜下心來(lái)持之以恒地把科學(xué)、技術(shù)和工程基礎(chǔ)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，以占領(lǐng)碳纖維技術(shù)高地，使工程實(shí)驗(yàn)室真正成為中國(guó)碳纖維的生力軍；要把與用戶結(jié)合放在首位，以應(yīng)用推動(dòng)研究；要結(jié)合國(guó)家有關(guān)規(guī)劃形成系統(tǒng)布局，抓住機(jī)遇，不圖虛名，走出一條工程實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的路子來(lái)。”

    占領(lǐng)碳纖維技術(shù)高地

    近幾年來(lái)，碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室圍繞航空、航天、能源、交通等領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略任務(wù)與重點(diǎn)工程對(duì)碳纖維復(fù)合材料的迫切需求，建立碳纖維制備工程化技術(shù)平臺(tái)，開展丙烯腈聚合、原絲紡制、氧化碳化后處理等工程化技術(shù)研究，研制了聚合反應(yīng)器、紡絲專業(yè)設(shè)備、氧化爐、高溫炭化爐、石墨化爐等關(guān)鍵設(shè)備，開發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳纖維制備工藝和配套材料并形成成套技術(shù)和應(yīng)用評(píng)價(jià)體系。

    2009年，由該實(shí)驗(yàn)室的中試基地—中科院山西煤化所揚(yáng)州碳纖維工程技術(shù)中心研發(fā)生產(chǎn)的宇航級(jí)T300碳纖維實(shí)現(xiàn)工藝定型和穩(wěn)定供貨，這一技術(shù)突破了日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)與市場(chǎng)壟斷壁壘，實(shí)現(xiàn)了尖端領(lǐng)域碳纖維的國(guó)產(chǎn)化保障，滿足了國(guó)家重大需求。此后，實(shí)驗(yàn)室又相繼突破了T700、T800碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，為國(guó)家尖端領(lǐng)域重要裝備的研究和生產(chǎn)發(fā)揮了重要的作用。高性能碳纖維的穩(wěn)定量產(chǎn)和新產(chǎn)品的不斷研發(fā)，將會(huì)極大地促進(jìn)國(guó)產(chǎn)碳纖維及復(fù)合材料領(lǐng)域的發(fā)展，促進(jìn)新材料領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，同時(shí)也為我國(guó)國(guó)防軍工事業(yè)的發(fā)展作出了有益探索。

    “碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室抓住國(guó)家將新材料產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的契機(jī)，采用先進(jìn)技術(shù)建設(shè)高性能碳纖維項(xiàng)目，加快高性能聚丙烯腈基碳纖維項(xiàng)目的建設(shè)，推動(dòng)高性能碳纖維及其復(fù)合材料工業(yè)化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展?！眳未合榻榻B，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)先后支持中科院山西煤化所揚(yáng)州碳纖維工程技術(shù)中心、河南永煤碳纖維有限公司、常州中簡(jiǎn)科技發(fā)展有限公司、山西鋼科碳材料有限公司、浙江泰先新材料股份有限公司等單位建設(shè)了T300、T700、T800碳纖維工程化研究平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)化基地，提升了我國(guó)在碳纖維領(lǐng)域的自主創(chuàng)新和技術(shù)集成能力，對(duì)滿足關(guān)鍵領(lǐng)域用碳纖維的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用，抵御國(guó)外的封鎖，具有重要的意義。

    碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)，得到了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的高度關(guān)注，江澤民、李長(zhǎng)春、王剛、萬(wàn)鋼等黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人先后視察了揚(yáng)州碳纖維工程技術(shù)中心、河南永煤碳纖維有限公司，對(duì)碳纖維國(guó)產(chǎn)化工作給予高度評(píng)價(jià)。

    碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室建成以來(lái)，取得了豐碩的成果，先后獲得了中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)、山西省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、國(guó)家國(guó)防科工局創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng)專利40余項(xiàng)，已授權(quán)28項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表研究論文60余篇。碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室已成為碳纖維技術(shù)研發(fā)基地、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)支撐基地、碳纖維人才培養(yǎng)基地。