碳纖維是一種纖維狀碳材料，呈黑色，質(zhì)堅硬，是一種強度比鋼大、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”。它能夠廣泛應用于航空、航天、能源、交通、軍用裝備等眾多領(lǐng)域，是國防軍工和民用生產(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、美國等少數發(fā)達國家手中，他們始終保持對中國碳纖維行業(yè)嚴格的技術(shù)封鎖。為了突破這一封鎖，在國家發(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)國家工程實(shí)驗室于2009年獲批建立。

科學(xué)、技術(shù)和工程的有機結合

“碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗室以增強我國碳纖維制備技術(shù)的自主創(chuàng )新能力，突破核心技術(shù)，提升產(chǎn)業(yè)競爭力為目標，以該領(lǐng)域技術(shù)的重大科研成果進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化為任務(wù)，以市場(chǎng)為導向，

圍繞新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要，開(kāi)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。”實(shí)驗室主任呂春祥告訴記者。

碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗室依托在中科院山西煤化所建設，中科院寧波材料所、化學(xué)所、上海有機所為共建單位。實(shí)驗室實(shí)行理事會(huì )領(lǐng)導下的實(shí)驗室主任負責制，理事長(cháng)單位為中科院山西煤化所。

“在國家專(zhuān)項經(jīng)費支撐下，通過(guò)基礎研究、工程化研究、工業(yè)化示范到產(chǎn)業(yè)應用的全過(guò)程研究，形成具有自主知識產(chǎn)權的原創(chuàng )技術(shù)，實(shí)現了基礎研究、高技術(shù)攻關(guān)、工程化和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的系統性和集成

性。”呂春祥說(shuō)。

實(shí)驗室瞄準的是國家重大戰略和國民經(jīng)濟需求，針對的是碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的瓶頸技術(shù)。“我們通過(guò)集中中科院內外的相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢力量，構建國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)化應用支撐平臺，開(kāi)發(fā)具有國際先進(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)，建立碳纖維工藝規范、表征手段和技術(shù)標準，提高我國聚丙烯腈碳纖維領(lǐng)域的自主創(chuàng )新和技術(shù)

集成能力。”與此同時(shí)，實(shí)驗室還要建立碳纖維領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研的結合機制，與產(chǎn)業(yè)部門(mén)緊密結合，引領(lǐng)和帶動(dòng)高性能碳纖維開(kāi)發(fā)和應用順利進(jìn)行。

2010年，碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗室組織召開(kāi)了**屆技術(shù)委員會(huì )**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內碳纖維專(zhuān)家參加了會(huì )議，對

實(shí)驗室的發(fā)展提出了重要的建議和意見(jiàn)。在這次會(huì )議中，原中科院副院長(cháng)施爾畏語(yǔ)重心長(cháng)地說(shuō)：“要充分利用碳纖維制備技術(shù)工程實(shí)驗室平臺，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)和工程基礎有機結合起來(lái)，以占領(lǐng)碳纖維技術(shù)高地，使工程實(shí)驗室真正成為中國碳纖維的生力軍；要把與用戶(hù)結合放在首位，以應用推動(dòng)研究；要結合國家有關(guān)規劃形成系統布局，抓住機遇，不圖虛

名，走出一條工程實(shí)驗室發(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)國家工程實(shí)驗室圍繞航空、航天、能源、交通等領(lǐng)域的重大戰略任務(wù)與重點(diǎn)工程對碳纖維復合材料的迫切需求，建立碳纖維制備工程化技術(shù)平臺，開(kāi)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，研制了聚合反應器、紡絲專(zhuān)業(yè)設備、氧化爐、高溫炭化爐、石墨化爐等關(guān)鍵設備，開(kāi)發(fā)自主知識產(chǎn)權的碳纖維制備工藝和配套材料并形成成套技術(shù)和應用評價(jià)體系

。

2009年，由該實(shí)驗室的中試基地—中科院山西煤化所揚州碳纖維工程技術(shù)中心研發(fā)生產(chǎn)的宇航級T300碳纖維實(shí)現工藝定型和穩定供貨，這一技術(shù)突破了日本、美國等發(fā)達國家的技術(shù)與市場(chǎng)壟斷壁壘，實(shí)

現了尖端領(lǐng)域碳纖維的國產(chǎn)化保障，滿(mǎn)足了國家重大需求。此后，實(shí)驗室又相繼突破了T700、T800碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，為國家尖端領(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)國產(chǎn)碳纖維及復合材料領(lǐng)域的發(fā)展，促進(jìn)新材料領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的升級，同時(shí)也為我國國防軍工事業(yè)的發(fā)展作出了有益探索。

“碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗室抓住國家將新材料產(chǎn)業(yè)作為戰略性先導產(chǎn)業(yè)的契機，采用先進(jìn)技術(shù)建設高性能碳纖維項目，加快高性能聚丙烯腈基碳纖維項目的建設，推動(dòng)高性能碳纖維及其復合材料

工業(yè)化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展。”呂春祥介紹，實(shí)驗室技術(shù)先后支持中科院山西煤化所揚州碳纖維工程技術(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了T300、T700、T800碳纖維工程化研究平臺和產(chǎn)業(yè)化基地，提升了我國在碳纖維領(lǐng)域的自主創(chuàng )新和技術(shù)集成能力，對滿(mǎn)足關(guān)鍵領(lǐng)域用碳纖維的國產(chǎn)化應用，抵御國外的

封鎖，具有重要的意義。

碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗室產(chǎn)業(yè)化基地的建設，得到了各級領(lǐng)導的高度關(guān)注，江澤民、李長(cháng)春、王剛、萬(wàn)鋼等黨和國家領(lǐng)導人先后視察了揚州碳纖維工程技術(shù)中心、河南永煤碳纖維有限公司，對碳

纖維國產(chǎn)化工作給予高度評價(jià)。

碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗室建成以來(lái)，取得了豐碩的成果，先后獲得了中國科學(xué)院杰出科技成就獎、山西省科技進(jìn)步獎一等獎、國家國防科工局創(chuàng )新團隊獎、國家科技進(jìn)步獎二等獎等獎勵，申請專(zhuān)

利40余項，已授權28項，在國內外期刊發(fā)表研究論文60余篇。碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗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、碳纖維人才培養基地。