近日，國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)又傳來(lái)好消息，精功集團(tuán)研發(fā)的有效幅寬1米碳纖維微波石墨化生產(chǎn)線取得重大突破，常規(guī)T300/T400碳絲經(jīng)過(guò)該生產(chǎn)線微波石墨化處理后，模量和強(qiáng)度均可提升10%-15%，最終產(chǎn)品品質(zhì)等級(jí)達(dá)T700/T800以上，可為用戶提供差異化定制的碳纖維產(chǎn)品（如：中強(qiáng)高模、高強(qiáng)中模、高強(qiáng)高模等不同等級(jí)的特殊規(guī)格系列），產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑/風(fēng)電、壓力容器、汽車(chē)、燃料電池等對(duì)高性能碳纖維需求領(lǐng)域。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外公開(kāi)資料分析此生產(chǎn)線的重大意義。碳纖維質(zhì)量比鋁輕，強(qiáng)度卻高于鋼鐵，耐腐蝕、耐高溫、耐疲勞，耐沖擊性能好，熱膨脹系數(shù)小，擁有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能及電磁屏蔽性，對(duì)保障國(guó)防安全等方面具有重要意義。

碳纖維作為國(guó)家戰(zhàn)略性新材料，在航天航空、導(dǎo)彈火箭武器、坦克裝甲材料等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用，高性能碳纖維更是國(guó)產(chǎn)新一代固體洲際彈道導(dǎo)彈和中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈的核心殼體材料。但是，不是所有的碳纖維都能用于軍用，一般來(lái)說(shuō)，只有小絲束碳纖維才能用于國(guó)防領(lǐng)域。所謂絲束，是指碳纖維生產(chǎn)線跟紡線一樣，每束織成的碳纖維絲是將數(shù)千至數(shù)萬(wàn)根這樣的碳原子絲以絞線或麻繩的方式排列而成，碳纖維以K表示每束有多少根碳原絲：1K即1個(gè)絲束含1000根碳原子絲，3K為3000根，12K為12000根，依此類推。一般講，24K以下的為小絲束，24K以上的為大絲束。

碳纖維絲束一般不能直接使用，而是樹(shù)脂液體浸潤(rùn)后制成碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料，再用纏繞機(jī)將單根絲束纏繞到模具上，再經(jīng)過(guò)固化，脫模才能最終形成產(chǎn)品使用。由于樹(shù)脂很難對(duì)大絲束碳纖維內(nèi)部浸潤(rùn)透徹，造成單絲間容易產(chǎn)生孔隙等缺陷 ，從而使復(fù)合材料強(qiáng)度、剛度受影響，性能降低，材料一致性較差 ，不能滿足飛機(jī)，導(dǎo)彈，衛(wèi)星等材料苛刻的要求。據(jù)國(guó)內(nèi)公開(kāi)資料披露，早期歐洲國(guó)家認(rèn)為大絲束碳纖維甚至無(wú)法用到航空航天工業(yè)上來(lái)， 因其“不能滿足最低的性能要求”，在2004年前世界各國(guó)軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)用碳纖維，基本上只用3K的小絲束產(chǎn)品。隨著技術(shù)的進(jìn)步，24K以下的小絲束產(chǎn)品才在民用航空市場(chǎng)得到一定的初步應(yīng)用。而小絲束碳纖維一直是日本東麗、東邦和三菱三家占據(jù)國(guó)際市場(chǎng)絕大部分份額，并對(duì)我國(guó)以極高的價(jià)格銷(xiāo)售。

更高檔的高模M系列小絲束碳纖維主要用于敏感的航天領(lǐng)域，美日等國(guó)一直嚴(yán)格禁止向我方出口產(chǎn)品和技術(shù)。大絲束由于生產(chǎn)成本較低，價(jià)格比小絲束低得多，強(qiáng)度則稍低于同級(jí)小絲束碳纖維，但剛度（材料受外力產(chǎn)生彈性變形的值，但撤去外力恢復(fù)原狀）明顯小于同級(jí)別小絲束碳纖維量（低15%至20%），只能用于基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)動(dòng)器材、能源（風(fēng)機(jī)葉片），以及汽車(chē)等領(lǐng)域。國(guó)外基本不會(huì)對(duì)我國(guó)封鎖。目前國(guó)內(nèi)碳纖維已是一片突破的新聞報(bào)導(dǎo)，但是實(shí)際上基本處于試生產(chǎn)狀態(tài)，日本等國(guó)為了剿滅國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，將低等級(jí)的碳纖維報(bào)價(jià)大幅降低，對(duì)我方影響很大。

精功集團(tuán)雖已研發(fā)成功今年即將發(fā)射的快舟二十一號(hào)火箭所用的，直徑4.2米的碳纖維發(fā)射筒體，為我國(guó)的航天事業(yè)做出了卓越的貢獻(xiàn)，但是如何與國(guó)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也是他們努力的方向。據(jù)公開(kāi)資料披露，為了滿足國(guó)防軍工超高性能和低成本化的緊迫需求，他們?cè)谂c中國(guó)吉化合作開(kāi)展了年產(chǎn)8000噸大絲束碳纖維項(xiàng)目，其第一期2000噸大絲束碳纖維項(xiàng)目已投入試生產(chǎn)。但是目前基本為T(mén)300/T400級(jí)，由于剛度（模量）性能不夠，只能用于風(fēng)電、汽車(chē)輕量化、壓力容器、海洋工程。要想提高檔次用于航空航天部門(mén)還要投入巨資和時(shí)間。而使用微波的高溫石墨化技術(shù)，能迅速在低檔次碳纖維基礎(chǔ)上生產(chǎn)出大絲束中高模量的碳纖維，可用于航空部門(mén)，并且其流程能耗可減少70%，價(jià)格比同品級(jí)碳纖維低30%，且產(chǎn)品優(yōu)良率高達(dá)90%。

如果技術(shù)成熟后用在2000噸大絲束碳纖維項(xiàng)目上，將有可能部分替代價(jià)格昂貴的航空用小絲束產(chǎn)品。據(jù)公開(kāi)資料報(bào)道，石墨化大絲束碳纖維具有優(yōu)異的剛度（模量），48K產(chǎn)品的拉伸模量為295Gpa，已達(dá)到T800到T100碳纖維的模量水平。而普通的小絲束產(chǎn)品經(jīng)微波石墨化后，能大批量的生產(chǎn)宇航級(jí)別的M40系列高模碳纖維產(chǎn)品，也就是說(shuō)，以后我國(guó)軍用航空碳纖維的價(jià)格很可能降低到民用航空碳纖維的水平，而宇航級(jí)碳纖維的價(jià)格很可能降低到軍用航空碳纖維的水平。