碳纤维是一种直径极细的连续细丝材料,它是上世纪60年代由美国首先开发并形成规模产业的一种具有全新概念的新材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向堆砌,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性。它强度是钢的20倍,拉伸模量上是钢的2-3倍,比重仅为钢的1/4,抗拉强度是钢的7.9倍。
碳纤维在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性是出类拔萃。由于其优良是性能,碳纤维不仅在国防、航天、航空等高精尖领域具有着战略地位,同时也广泛应用于交通运输、风电、运动设备以及土木等民用领域,被誉为“黑色黄金”。
我国在20世纪60年代末就开始研制碳纤维,但是核心技术、关键设备长期被日本、美国和西欧国家垄断。冷战结束后由于碳纤维的高技术含量、高利润回报,美日仍然对我国实施禁运,即使我国加入了世界贸易组织,也没有多少改变。长期以来,国外的技术封锁和产品禁运让我国国防工业对相关材料的需求常常陷于“无米之炊”的境地,美日更是希望中国永远无法生产足够符合更高要求的产品,从来达到扼杀中国军事科技进步的目的。
不过中新社北京7月19日电 (武练梅 李冠礁)国产M40J碳纤维工程化研制及应用一条龙项目取得重要进展,它突破了稳定化制备、碳纤维表面处理等关键技术,已有国内企业建成百吨级M40J高性能碳纤维生产线。据介绍一根仅有头发丝1/10粗细的M40J碳纤维,其拉伸强度竟达到4800兆帕,相当于4.8万倍的大气压。
M40J高模高强碳纤维复合材料制品具有轻量化、高比强度、高比刚度等特点,是研制航天复杂型号产品不可或缺的关键材料。常被应用在火箭和导弹的排气锥体、发动机的盖、壳体、燃烧室、发动机喷管以及整流罩等部位。广泛采用该材料将有效地减轻了火箭和导弹上面级结构质量,对提高火箭和导弹发射有效载荷的能力具有十分明显的效果。记者介绍到中国航天科工集团公司二院二部的研发团队此次跳出“复制”研制形态,打破国外技术壁垒,形成一系列自主知识产权,他们研制的国产M40J高模高强碳纤维的相关性能达到国际领先水平。
据资料显示M40J高模高强碳纤维复合材料属于高强高模级碳纤维产品,它比我们知道的T800、T1000等型号的生产技术要求更高,价格也更昂贵。我们知道材料已成为军事强国比拼尖端实力的重头戏,现在中国建成的百吨级M40J高性能碳纤维生产线将令多种武器装备性能猛增,让解放军能更好的维护国家利益。