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國產碳纖維技術突然獲巨大突破:神舟火箭 東風導彈 全得指望它

眾所周知,我國將於2022年建成的天宮空間站,在尺寸上比現有國際空間站小了一號,之所以會出現這種情況,並非是中國造不出更大的太空艙,而是出於成本考量。

因為這玩意成本實在是太高了,每年中國都要在航天領域砸進去至少60億美元,預估每一枚「長征」火箭僅製造成本少說也在6000萬美元以上,上限則可能高達將近2億美元左右,而貴就貴在一種叫做碳纖維的材料上面。

碳纖維是一種十分神奇的新興材料,它的重量輕過鋁,卻擁有著比鋼鐵更為堅固的強度,而且還具備耐高溫,耐腐蝕,抗衝擊,抗疲勞等優良特質,可以廣泛應用於航空航天,建築構築,汽車工業等製造業領域。

碳纖維,顧名思義,就是用碳原子絲「編織」而成的材料,從微觀來看,成千上萬根碳原子絲就像麻繩一般絞纏成一條條絲束,24000根碳原子絲以上為大絲束,以下則為小絲束,一般來說,越小也就製造意味難度越高,應用的領域也就越尖端。

此前,作為一種國家戰略層級的材料,我國雖然也能早出來,但高品質的小絲束碳纖維一直被日本東麗,東邦以及三菱等三家日本企業壟斷著市場的絕大多數份額,並藉此機會向我國高價出售,而用於航天工業的更高端的高模M系列小絲束碳纖維技術以及產品則更是被嚴格禁止進入中國。

還是那句話,感謝外國封鎖,讓我們不再受制於人,最近,國內碳纖維領域傳來了好消息,精功集團有限公司研製的有效幅寬1米碳纖維微波石墨化生產線取得了重大突破,可以將常規碳絲微波石墨化處理,從而提高百分之十五的模量以及強度,最終產出T800以上品質的產品。

該生產線還能夠提供中強高模,高強中模,以及高強高模等不同等級規格的碳纖維產品,應用領域十分廣泛,比如航天事業以及國防工業,除了運載火箭以外,「東風」洲際彈道導彈的核心殼體材料便是由高性能小絲束碳纖維所製成。

碳纖維還有望應用於坦克裝甲當中,當然不能直接把碳纖維打造成裝甲,因為碳雖然可以和鋼鐵一樣堅固,但是卻不具備金屬韌性,也就是說一點點破洞可能會導致整個塊裝甲的瓦解,可如果把它向貧鈾裝甲一樣當做鋼鐵裝甲裡面的填充劑,就可以達到硬度和韌性的共存了。

飛機同理,但是飛機由於對武器防禦並沒有太高要求,因而碳纖維那又輕又堅固,耐腐蝕性的特性可以說簡直就是為飛機外殼量身打造的,更輕的重量可以提高飛機的機動性,並降低噪音,還能節省燃油,可謂百利而無一害,當然,這都是普通碳纖維的應用領域。

精功集團有限公司這次的研發成果,主要關鍵在於微波高溫石墨化技術,這項技術可以從低檔次碳纖維中生產出大絲束,中高模量的碳纖維,減少七成能耗,直接降低三成成本,並即將應用到運載能力超過二十噸的「快舟」二十一號火箭的碳纖維發射筒體上面。

雖然我們尚未掌握更高端的高模M系列小絲束碳纖維技術,但是在千噸級別大絲束碳纖維項目,也就是航天火箭殼體這種項目當中,仍將在很大程度之上降低火箭的製造成本,憑藉這項技術,中國航空事業將會減少一個障礙,為未來奪得先機。

但是我們依舊得保持清醒,技術難度相對較低的大絲束碳纖維技術雖然已經被我國成功突破,可目前仍然處在試生產的階段,日本等該領域的老牌強國為了遏制我們的發展,正在大幅度降低碳纖維的報價,所以即使是大絲束碳纖維,情勢依舊不容樂觀。

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