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編者按：日前有媒體報(bào)道，國產(chǎn)T800碳纖維宣告低成本國產(chǎn)化，而且其性能完全不輸于日本東麗公司的同類產(chǎn)品，通過幾代人的努力終于實(shí)現(xiàn)了重大突破，本文轉(zhuǎn)自觀察者網(wǎng)，標(biāo)題有所改動。作者在文中詳細(xì)介紹了中國自主研究T800碳纖維的歷史，對當(dāng)前中國碳纖維材料的生產(chǎn)和發(fā)展?fàn)顩r做了簡述，我們還可在文中了解到為T800碳纖維材料的研究做出巨大貢獻(xiàn)的八旬老科學(xué)家。國產(chǎn)T800碳纖維的成功研發(fā)不僅滿足了國防軍工的需求，未來若能推廣開來，應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，那么自行車行業(yè)作為其中一員，也將得到巨大的飛躍。
日前，媒體報(bào)道，一直被國外封鎖壟斷的T800碳纖維也在哈爾濱宣告實(shí)現(xiàn)了低成本國產(chǎn)化，其生產(chǎn)成本僅為國際價(jià)格的三分之一。在實(shí)現(xiàn)低端市場逐步替換國外產(chǎn)品的同時(shí)，在中高端市場上也打破了國外企業(yè)壟斷。
更可貴的是，根據(jù)相關(guān)單位的論文和測試結(jié)果，國產(chǎn)T800型碳纖維在性能上完全不輸于日本東麗公司的同類產(chǎn)品，而在局部技術(shù)參數(shù)上更是具有一定優(yōu)勢。雖然今日中國碳纖維產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展期，但也是經(jīng)歷了風(fēng)風(fēng)雨雨才有今天的成績。
自主研發(fā)遭遇困局，技術(shù)引進(jìn)折戟沉沙
1959年，日本發(fā)明了用聚丙烯腈為原絲加張力牽伸制造碳纖維的方法，西方于上世紀(jì)70年代開始商業(yè)化，隨后，由于碳纖維優(yōu)良的特性，被運(yùn)用于民用航空和軍事用途。
中國碳纖維研究始于60年代初，但由于當(dāng)時(shí)國際環(huán)境惡劣，且西方對于碳纖維這樣的軍民兩用技術(shù)對中國高度技術(shù)封鎖，加上國內(nèi)資源緊張，碳纖維的相關(guān)研究工作進(jìn)展相對有限。
直到1975年，在張愛萍將軍的部署下，聯(lián)合20多家研究所和企業(yè)共同攻關(guān)，終于解決了有無的問題。不過，這批產(chǎn)品也存在一定瑕疵，比如力學(xué)性能相對國外同類產(chǎn)品較為有限，成本上相對國外同類產(chǎn)品偏高等。
在之后的幾年里，國家累計(jì)投入2600多萬元，用于碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)，一定程度上滿足了部分國防軍工的需求。但是也存在很大一個(gè)問題——在產(chǎn)品質(zhì)量無法于日本相比的同時(shí)，成本卻大幅高于日本產(chǎn)品，而且技術(shù)差距有越來越大的趨勢……
正是因?yàn)檫@種情況，加上那個(gè)特殊年代對洋技術(shù)的無限頂禮膜拜，很多單位把希望寄托于引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)。某單位還承諾，對引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)將給予資金支持。
然而事與愿違，由于巴統(tǒng)條約(巴黎統(tǒng)籌，是對社會主義國家實(shí)行禁運(yùn)和貿(mào)易限制的國際組織——觀察者網(wǎng)注)限制，國際上在技術(shù)方面處于第一梯隊(duì)的大公司都不愿意向中國轉(zhuǎn)讓技術(shù)，而且即便是購買少量設(shè)備，也往往遭遇政治壁壘——上海碳素廠力圖從美國引進(jìn)設(shè)備的舉措因美國國防部干涉無疾而終。
因此，技術(shù)引進(jìn)的對象只能從那些技術(shù)處于中下游且不夠成熟的西方公司中選擇。最終，位于吉林和北京的兩家單位選擇了英國RK公司，然而RK公司的技術(shù)雖然略高于國內(nèi)，但在歐美日本卻算不上先進(jìn)水平。而且雖然沒有明確證據(jù)表明RK公司在技術(shù)上是否有所保留，或者故意使壞，但從結(jié)果上看，很難不讓人往陰謀論方面聯(lián)想。
兩個(gè)項(xiàng)目共耗資900萬美元左右，到1990年，吉林的那家單位的炭化爐始終無法正常運(yùn)轉(zhuǎn);北京那家單位耗費(fèi)了7年時(shí)間也未能成功，直到1993年“驗(yàn)收”，設(shè)備依舊無法正常運(yùn)行。
不得已，在2套引進(jìn)設(shè)備均無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，最后只能當(dāng)廢鐵賣了。技術(shù)引進(jìn)的失敗不僅耗費(fèi)了大筆經(jīng)費(fèi)，也浪費(fèi)了寶貴的時(shí)間，這筆學(xué)費(fèi)不可謂不高昂。而且因技術(shù)引進(jìn)的失敗，導(dǎo)致和日本的技術(shù)差距拉得更大了。
總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)攻克難關(guān)
2000年，中國碳纖維研發(fā)正處于低谷，國內(nèi)只有三家單位還在勉強(qiáng)支撐，而且也僅僅是小批量供貨以滿足國防軍工的部分需要。
就在危急存亡之秋，金屬學(xué)及材料科學(xué)家?guī)煵w先生提出要發(fā)展碳纖維，師昌緒先生表示：中國的材料科技工作者解決了國防需要的成千上萬種新材料，碳纖維制備技術(shù)不能突破，是材料科技工作的重大失誤......師昌緒當(dāng)時(shí)已近80歲了，80歲以后完全可以少管點(diǎn)事，但他想抓一抓碳纖維，他認(rèn)為碳纖維上不去，國防安全無保證，將死不瞑目。
隨后，成立了以師昌緒先生為組長的課題組(日常工作由李克健教授主持)，負(fù)責(zé)聚丙稀腈基碳纖維發(fā)展對策研究。之后又聯(lián)合多個(gè)部門和單位，多次召開會議，對過去的決策失誤、研發(fā)力量分散、資金使用效率等問題做了討論，并形成了四點(diǎn)共識：對碳纖維的重要性和技術(shù)難度缺乏正確估計(jì);投資嚴(yán)重不足，使用嚴(yán)重不當(dāng);形不成國家攻關(guān)隊(duì)伍;缺乏創(chuàng)新意識和創(chuàng)新環(huán)境(李克健教授認(rèn)為這幾點(diǎn)共識雖然深度不夠，但也大體反映了實(shí)際狀況，再說過多的話，可能會影響隊(duì)伍團(tuán)結(jié))。
正是這些努力，不僅對避免重蹈覆轍意義重大，還對爭取“十五”研究經(jīng)費(fèi)起到重要作用。之后，國家自然科學(xué)基金委員會批準(zhǔn)碳纖維2個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目。2005年，碳纖維項(xiàng)目被批準(zhǔn)為國家重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目。
為了推進(jìn)碳纖維的研究，師昌緒先生提出要集中優(yōu)勢力量，打破門戶之別，組織國家隊(duì)，研制單位控制在2—3家，建立競爭機(jī)制等措施，這些舉措不僅對集中力量攻堅(jiān)有積極意義，也提高了經(jīng)費(fèi)的使用效率，避免了“多家瓜分，各行其事”的窘境。在積極自主研發(fā)的同時(shí)，也不放棄技術(shù)引進(jìn)的機(jī)會，國內(nèi)引進(jìn)了相當(dāng)于日本東麗碳纖維T300水平的生產(chǎn)線(畢竟T300是上世紀(jì)70年代的東西，21世紀(jì)才引進(jìn)阻礙小)，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了一定作用。
正是師昌緒等一批老一輩科學(xué)家的極力推動，和一大批默默無聞的年輕研究人員的無私奉獻(xiàn)，和國家的高度重視和大量資金投入，以及兩條腿走路的方針，使中國碳纖維產(chǎn)業(yè)度過了最艱難的時(shí)刻。
近年來，中國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，碳纖維產(chǎn)量穩(wěn)步增長，具體情況如下圖。
但在看到進(jìn)步的同時(shí)，也要看到差距。目前，國際碳纖維市場的半壁江山被日本占據(jù)，在小絲束纖維產(chǎn)能上，日本企業(yè)占全球的49%，在大絲束碳纖維產(chǎn)能上，日本企業(yè)占全球產(chǎn)能的52%。
不僅產(chǎn)能上有差距，在產(chǎn)品質(zhì)量和使用用途上也有差距，目前國內(nèi)還無法商業(yè)化量產(chǎn)可以匹敵東麗T1000的產(chǎn)品，在用途方面，國產(chǎn)碳纖維主要用于自行車、高爾夫球棒和釣魚竿等體育休閑用品，而能夠用于航天航空的碳纖維產(chǎn)品相對較少。