主讲嘉宾

　　杨禹，博士、研究员、硕士生导师、中科院山西煤化所科技开发处副处长、质量办主任、保密办主任、军工办副主任，山西省煤基攻关科技重大专项首席科学家，中科院青年创新促进会会员、山西省碳纤维及复合材料工程技术研究中心秘书长。主要从事高性能碳纤维和功能碳纤维的研制，开展碳纤维树脂基复合材料设计、成型及应用基础研究，碳纤维内热防护材料的产业化攻关。先后主持承担973子课题项目、军品配套、山西省重点研发计划、山西省自然科学基金和企业委托等项目。发表研究论文20余篇，授权国家发明专利5项。获得省部级技术发明三等奖一项，入选太原市高端创新型人才、三晋英才拔尖骨干人才。

　　7 核心提示 碳纤维国产化现状

　　从全球产业市场需求来看，碳纤维需求量快速增长，2020年达到3万吨以上。主要用在航空航天领域和工业领域，航空航天高端应用领域用量第二、销售额第一，利润较大，工业领域用量较大。从国内产业市场需求来看，我国碳纤维需求量从2015年开始需求快速增长，应用集中在体育用品，碳纤维主要来源日本、台湾和韩国等，国产碳纤维实际销售估计2500吨，仅占世界需求量的4.67%。国内市场需求较小，产品稳定性不如国外，所以国家要加大在碳纤维上的研制力度，争取碳纤维用量不断提高。碳纤维是关系国家安全和国民经济的战略材料。本世纪初日美严格禁运严重威胁国防安全：没有T300导致已有型号难以为继，没有T800致使新一代型号难以萌生。

　　碳纤维产业链建立是庞大的系统工程，目前，我国整个产业近十几年发展迅速，但仍落后国外20年左右。国家各部委出台多项政策，推动碳纤维研究与应用。T300基本实现产业化，T700、T800正在向产业化迈进，T1000实验室突破，但大丝束纤维基本空白。突破了500-1000吨级T300碳纤维产业化成套工艺和关键装备设计制造、工程应用技术，满足了高端急需，我国成为继日美后第三个全面掌握宇航级T300碳纤维制备和应用技术的国家；突破了小丝束T700G百吨级工程化制备关键技术，但12K以上主流规格技术尚未完全突破；小批量T800碳纤维样品达到东丽T800H水平，但是尚未突破24K以上规格、百吨级以上规模的关键技术；T1000碳纤维实验室取得一定进展；小批量M40得到应用，M55J以上碳纤维尚未工程化制备，尚未解决高模量碳纤维应用工艺性差等问题。

　　目前，有威海拓展、河南永煤、江苏恒神、中简科技、中复神鹰5家T700企业，有威海拓展、山西钢科、吉林石化、浙江泰先、江苏恒神、中简科技、江苏航科、中复神鹰8家T800企业。建成国家碳纤维工程技术研究中心（北京化工大学/中石油）、碳纤维制备技术国家工程实验室（山西煤化所）、碳纤维制备及工程化国家工程实验室（威海拓展）、功能性碳纤维复合材料国家工程实验室（航天703所）、结构性碳纤维复合材料国家工程实验室（航材院）5个国家级研究平台，科研队伍初步形成规模。

　　8 核心提示 碳纤维国产化技术进展

　　自主建立了国产碳纤维生产和应用技术体系，形成了我国碳纤维产业主流技术路线，为高性能碳纤维系列化发展奠定技术装备人才基础，但总体上与发达国家差距20年左右。

　　突破了全流程碳纤维工程化工艺技术，确立了我国碳纤维产业化的主流技术路线。

　　包括大容量间歇聚合技术、原丝/碳丝结构控制技术、预氧化控制技术、低/高炭化技术表面处理技术、无硅油剂应用技术、工艺适应性的控制。

　　突破碳纤维工程化成套装备设计与研制技术，关键设备国产化率显著提高，为产业化奠定了基础。包括大容量聚合、脱单塔、高压多通道蒸汽牵伸装置、循环风氧化炉、宽口高温碳化炉。

　　解决了部分牌号配套材料国产化和废气废水治理问题，完善了技术链条。包括高硅、低硅、无硅油剂，4#、5#上浆剂，表面处理，废气治理技术，废水治理技术，DMSO 高效回收技术。

　　建立完整的碳纤维指标体系和表征体系，扭转了我国碳纤维来源渠道复杂、性能低下、规格和指标不统一的被动局面，牵引和推动碳纤维国产化和高端纤维研发进程（成果、产品、产线考核鉴定的依据）。包括碳纤维20多项指标，建立了国标和高端使用条件；复合材料50多项指标。

　　9 核心提示 碳纤维国产化存在问题

　　尚未全面建立碳纤维产业技术体系。工艺技术单一；产品规格单一，成本高；没有全面突破生产线的匹配性和优化设计技术，不同牌号和规格的碳纤维工艺布局雷同，全线协同性不够；关键原料仍然进口，牌号单一，影响工艺技术和应用性能。

　　全行业瞄准高端应用，高端应用总量不足，产品出路牵引力不够，与中国3万吨的产能相比，军用需求对产品系列化、规模化、低成本化推动能力严重不足。航空航天应用比例不够；兵器、核工业、船舶系统基本没有使用。

　　国产化技术落后和产业热点的矛盾，低端产品高度过剩和高端产品严重不足的矛盾，名义产能虚高和实际产能难以发挥、释放的矛盾，民品应用低成本要求和产业高成本的矛盾，导致产业无序发展。技术链-产业链-价值链三者格局混乱。

　　碳纤维研发人才严重不足，分布不合理，对国产化技术支撑力度不足。领军人才不足10人，研发团队少，技术引领能力不足；研发投入不足，专业交叉、部门协同不够，腈纶行业技术借鉴支持不多，技术体系来源单一，技术思想和方案雷同；人才培养体系不健全，人才管理混乱，拿来主义盛行，人才价值观多元化，严重影响产业技术进步。

　　目前，我国低成本/高端碳纤维没有，低端碳纤维产能过剩；工程树脂牌号少、配套难；碳纤维复合材料自主设计应用能力较弱；碳纤维复合材料构件制造水平落后；缺乏碳纤维复合材料数据库体系和独立的可靠的性能检测和评估机构，碳纤维国产化任重道远。

　　碳纤维是碳材料家族耀眼的明珠，是国家的重要战略物资，碳纤维的科学技术问题不能成盲区，碳材料同行要同舟共济有所担当。