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国产碳纤维:那些难以忘却,值得致敬的“大梦想家”

发表时间:2021年08月09日

  编者按:今年是“十四五”规划的开局之年,开局关系全局,起步决定后势。习近平总书记指出:“做好今年经济社会发展工作、迈好‘十四五’时期我国发展第一步,至关重要。第一步要迈准迈稳,迈出新气象,迈出新成效。”

  2021年上半年,根据国家统计局数据,纺织行业生产形势持续向好,全国规模以上纺织工业增加值同比增长9.6%,产业链各主要环节生产形势全面回升,超半数环节工业增加值增速达到10%以上。

  由中国纺织工业联合会发布的《纺织行业“十四五”发展纲要》及《科技、时尚、绿色发展指导意见》给出了今后一段时期行业发展的重点方向,《中国纺织》杂志将结合“纲要”和“指导意见”,分科技、绿色、时尚三个专题,推出“‘十四五’系列报道”。

  首先推出的是“科技自立自强”专题。为什么突出强调科技“自立自强”?从内因看,这是我国实现现代化、行业高质量发展的需要。核心技术是国之重器,化缘要不来,花钱买不来,市场换不来,必须立足自主创新、自立自强。从外因看,这是防范外部风险的需要。一些核心技术受制于人是我国最大的隐患。不掌握核心技术,就好比在别人的墙基上砌房子。只有大力提升自主创新能力,才能从根本上保证产业安全,保证纺织强国建设的顺利进行。

  如果要在近代纺织工业的“创新之路”上寻找一个科技自立自强的典型的话,那么国产“碳纤维”无疑最具代表性。

  被誉为21世纪新材料之王,材料皇冠上的一颗璀璨明珠,体重只有钢材的1/5,强度却是钢材十倍的碳纤维,是新一代增强纤维,也是材料界的“宠儿”。由于出色的力学性能和化学性能,且兼备纺织纤维的柔软可加工性,使得它一直以来都是航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域难以替代的高端纤维材料。比如,嫦娥五号探测器,长征五号运载火箭,都用到碳纤维。

  然而,碳纤维行业壁垒高,多年来被国外巨头垄断,且“通知性涨价,赏赐性发货”的卖方市场使得中国企业一直“憋屈着”。

  但每个行业都有每个行业的“大梦想家”。今天,国产碳纤维在一代又一代中国人前赴后继的持续奋斗下工艺、技术装备稳步提升,不断满足我国航空航天、国防军工等领域发展需求。当前,国产碳纤维干喷湿纺和湿法纺丝工艺技术逐渐完善,生产效率进一步提升,高端产品品种逐步丰富,T1000级、M40、M40J、M55J等碳纤维已具备工程化制备能力,25K大丝束碳纤维已经实现产业化生产......中国人终于用上了自己生产的碳纤维。“十三五”期间,国产碳纤维生产更是取得显著突破,“干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用”项目荣获国家科技进步一等奖,该项目实现了国产碳纤维批量供应,填补了我国以干喷湿纺工艺为代表的高性能碳纤维生产技术空白。

  中复神鹰、光威复材、吉林碳谷、江苏恒神......这些企业从默默无闻到大名鼎鼎。今天,他们是国产碳纤维队伍里的中流砥柱,但回首往昔,他们每一家的背后都有着一部血泪奋斗史。

  难以忘却的“民族之‘光’”

  陈光威走了,但是他把碳纤维留给了我们。

  在国产碳纤维行业里,陈光威是“神”般的人物。从一家半年多发不出工资,濒临破产的化工科研器材厂,到世界渔具航母,再到中国碳纤维行业龙头,陈光威奋斗30年,创造出一个又一个行业奇迹。尽管在能找到的新闻报道里对于陈光威在世期间的报道少之又少,但在陈光威先生逝世三周年纪念活动上,一本名为《民族之光:陈光威传》的图书在威海首发。这本320页的书记载了陈光威兢兢业业、自立自强的奋斗故事。其中,有关碳纤维的部分是重中之重。

  熟悉碳纤维发展的行业人士都知道,陈光威是在“拼了命”去做碳纤维。46岁开始创业,决定肯碳纤维这块硬骨头的时候,陈光威已经快60岁,眼看着要步入花甲之年。但,众所周知,美国、日本碳纤维供应商长期以来实行的“施舍性供给、通知性涨价”政策,使得中国碳纤维应用企业无时无刻不忍受着这种被别人“卡着脖子”的痛苦。陈光威咽不下这口气。

  选择碳纤维,陈光威首先是看重其“轻”。当时他的公司已经是中国渔具产业综合产能最大的企业,也是全球最大的鱼竿生产企业,但巨大的产能背后是碳纤维受制于人的无奈与被动。这种感觉可能很多做实业的企业家都曾经经受,或正在经受着。

  不破不立,陈光威知道,自主创新是唯一的路。

  1998年,他力排众议引入中国第一条宽幅碳纤维预浸料生产线,生产出中国第一卷碳纤维预浸料;2002年,他成立了威海拓展纤维有限公司集中力量攻关碳纤维;而在当时他和团队并不知道碳纤维在国防军工上的重要性,只是想着解决自身企业钓鱼竿用碳纤维的原料掣肘。后来当陈光威得知国防军工对碳纤维的需求更加迫切,便立即调整公司发展战略,义无反顾地全身心踏上了国防应用的道路。

  进入国家“863”项目组是个转折,标志着陈光威带领团队从民用领域正式转向军用领域。然而,军品用碳纤维与民用不同,各项技术指标、产品质量标准等要求都不在一个级别,难度提升的不止一个台阶......但光威集团不辱使命,终于在2004年研发出国产T300级碳纤维,这是中国第一次有了自己的碳纤维。

  2005年11月8日,国家“863”计划项目“CCF-1级PAN级碳纤维原丝中试”以及“稳定化和连续化生产关键技术研究”技术鉴定会在光威集团举行,两个项目都成功地通过了验收。随后光威集团相继突破CCF700、CCF800、M40J、M55J等高强高模高性能碳纤维关键技术,并形成产业化。2012年6月,光威生产的碳纤维在我国航空领域应用验证取得了里程碑式的胜利,光威集团成为我国最早实现碳纤维核心装备国产化,最早提供国产碳纤维国防应用的企业,美日垄断的市场格局从此被打破。今天,光威集团已经为我国军方提供了近千架战机所需要的碳纤维材料,成为国防军工用碳纤维主力供应商。

  据悉,干碳纤维的这些年,陈光威前前后后一共投入了40多亿元,在最艰难的时候一度面临“倾家荡产”的境地。流传最广的故事是妻子王言卿讲述的那段:“他将全部家产都做了抵押,直到银行工作人员来要求我签字时,我才知道他的工作有多难。我很生气,也很心疼,就是不签字。我问他,你把我们住的房子都抵押了,把家里所有的钱都搭进去了,万一还是不行,我们母子住哪儿?孩子上学的钱怎么办?那是他第一次对我低头,求我签字。他不停地对我说,你要相信我,还逗我说,大街上支个帐篷也能住。”相濡以沫几十载,王言卿懂陈光威的坚持,最后自然是签了字。

  但是做碳纤维不单单要投钱,还得投入精力。“每晚两三点,他爬起来开车就走了,一头扎进车间,早晨六七点才回家。”王言卿说。当时的陈光威已经70多岁。

  当把目标放在国产碳纤维上之后,陈光威的余生都在碳纤维的生产线上渡过。2017年4月22日,陈光威因病去世,他是被从工厂直接送进医院的。

  犹记得,在陈光威逝世一周年的时候,本刊记者来到威海拓展采访,采访开始没多久,会议室就有了抽泣声。而在光威集团举办的陈光威先生去世一周年追思活动上,光威团队更是泪流满襟......只要回忆起陈光威为碳纤维“拼了命”的那些日子,无人不为之动容。陈光威的儿子陈亮说:“陈光威先生耗尽毕生精力铸造了我们光威精神,我要感谢的不是他留下多少物质财富,而是感谢他用光威精神凝聚各方人才,给我留下了一个优秀的光威团队。我认为他没有离去,他的精神是我们不断前行的动力和光明灯塔,陈光威先生的精神必将永远被光威人铭记并传承下去。”

  2018年2月3日,陈光威被中国化纤协会追授为“碳纤维产业突出贡献奖”。颁奖词写到:“陈老先生一生为中国碳纤维产业鞠躬尽瘁,虽然他离开了我们,但他的名字和精神将一直铭记在碳纤维人心中,铭记在祖国和人民心中,载入史册。”

  值得致敬的“国之栋‘良’”

  说到国产碳纤维的功勋人物,还有一个人必须浓墨重彩,他就是中复神鹰碳纤维有限责任公司董事长、教授级高级工程师张国良。

  2018年1月8日上午,国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行。党和国家领导人习近平、李克强、张高丽、王沪宁出席大会并为获奖代表颁奖。“千吨级干喷湿纺高强/中模碳纤维产业化关键技术及应用”获得了2017年度的“科学技术进步一等奖”,张国良作为项目第一完成人上台领奖。

  “高科技产品的攻关,必须靠自己。”张国良说,“刚开始做碳纤维时,所有生产线只能自己造,只能一次一次开机试。每一次开机,少说十几万的材料费是少不了的。一共76天,可以说每天开出去一辆桑塔纳。”做过碳纤维的都知道,这不夸张。

  干不出来就继续干,项目攻关关键时间点他每天就住在生产线边上,和技术人员、工人同吃同住。最终,2007年5月3日,他的生产线成功生产出第一批碳纤维,并在设备研发中获得5项国家专利。在随后13年里,他们未曾停歇,自主研发设备,让国产碳纤维工程化,最终荣获国家科技进步一等奖。

  “与湿法碳纤维相比,干喷湿纺技术产品力学性能大幅提升、生产效率显著提高、能耗大幅降低,成为生产高性能碳纤维的全新技术。”张国良介绍道。干喷湿纺工艺被认为是今后碳纤维生产的主流工艺,但也是碳纤维行业公认的难以突破的纺丝技术,此前国际上仅有少数几家国外公司掌握。这一关键技术的突破,使纺丝速度可以达到每分钟400米以上,是传统湿法纺丝的5倍。

  目前,中复神鹰已成为我国唯一、世界第三个攻克干喷湿纺工艺难题的企业,其碳纤维年产能达到6000吨,连续多年在国内纤维市场占有率达60%,开发的T700与T800碳纤维产品已经应用到航空航天、碳芯电缆等领域。

  2019年10月29日,由中复神鹰牵头,东华大学和江苏新鹰游机械有限公司共同承担的“QZ6026(T1000级)超高强度碳纤维百吨级工程化关键技术”顺利通过技术鉴定。

  T1000级别及以上碳纤维是国外对我国制裁的重点材料,因其高强高模的性能应用领域一直是先进飞机和导弹等高端军事领域,比如歼-20战斗机机体大,减重要求高,大量采用高品质碳纤维是势在必行。中复神鹰率先在国内实现了干喷湿纺T1000级超高强度碳纤维工程化,这是国防工业和民用工业的巨大好消息,未来将有更多的国产先进武器和设备使用这种尖端材料。当然,T1000碳纤维又是一个新的起点,未来中国还将攻克T1100,甚至更高级别。

  “我已经为碳纤维奋斗了几十年,未来,它依然是我努力的方向。”张国良如此说道。

  后记

  《大国重器》的第一集开篇就说到:“国家之间的竞争,从来就是实体经济的竞争。”实体经济被“卡脖子”恐怕是最难受的一种“卡脖子”。国产碳纤维的成功突围就像是一座灯塔,它不仅照亮了碳纤维产业的发展,更重要的是它鼓舞了高性能纤维领域及其他纺织工业领域科研工作者的斗志。

  从无到有,从有到优,从小到大,从弱到强……将一个个不可能变为可能,创造一个个奇迹,国产碳纤维的进阶之路是属于一个行业,一群人的成功。中国纺织工业联合会日前发布的《纺织行业“十四五”科技发展指导意见》明确指出:要在“十四五”时期实现T1100高级别碳纤维产业化,大力推动国家级碳纤维及复合材料创新中心建设,通过重点领域、重大需求、重大专项,加强产业链联合创新,形成产学研用协同创新机制,打造高性能纤维及复合材料行业多层次、网络化制造业创新体系,实现关键品种和产品的规模化制备及应用,部分品种达到世界先进水平。

  今天,站在“十四五”的新起点上,身后是一路跋涉的深深脚印,面对前方令人心潮澎湃的行业新目标,较之以往,我们有了更多走下去的力量和信心。

稿件来源:《中国纺织》杂志

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