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新産品打開新機遇丨比羽毛輕比鋼鐵硬 它從航太專屬變身民品神器

2025-06-23 09:48:00
來源:央視新聞客戶端
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  有一種材料,比羽毛輕,卻比鋼鐵硬,集密度低、強度高、耐腐蝕、耐高溫等諸多優點于一身,素有“黑黃金”的美譽,這種材料就是碳纖維。眼下,它不僅被用來造火箭、飛機、列車、橋梁,我們騎的自行車、穿的跑鞋、用的球拍、戴的眼鏡,越來越多的生活用品當中也有了它的身影。從“高端裝備”到“大眾消費”,碳纖維給我們的生活帶來了哪些改變?

  總臺記者 李棟:這兩款自行車,造型基本相同,但因為材質差異,重量大不一樣。這一款國産碳纖維自行車,它的車架部分重量僅僅不到700克,非常輕盈。而另一款自行車,它的車架是由鋁合金材質構成,相對於700克而言,它的重量重了接近3倍。更加輕盈的碳纖維自行車也帶來了更好的騎行運動體驗。

  在以前,一輛碳纖維自行車動輒幾萬元起步,有的甚至高達十幾萬元,讓不少人“望而卻步”。而現在,記者注意到,市面上推出了越來越多的千元級車型,吸引了許多消費者前來選購。

  碳纖維材料助力體育運動裝備新升級

  碳纖維自行車,不僅能滿足奧運會等專業賽事的要求,隨著價格不斷降低,也讓越來越多普通消費者享受到騎行性能的提升。它是如何做到物美價廉的?還可以用在哪些體育裝備上呢?

  記者來到智慧碳纖維自行車生産車間時,工人們正在組裝線和涂裝線加緊趕制訂單。工作人員告訴記者,通過自主創新和技術攻關,企業不僅掌握了從原絲碳化到預浸料生産等先進的碳纖維工藝,還把碳纖維複合材料的衝擊強度提升了30%。隨著工藝的改進,産能也在持續擴大,形成了國産品牌的成本優勢。

  不只是自行車,碳纖維材料還可以用來建設智慧健身驛站,整合體質檢測、力量訓練等功能,指導市民科學健身。有了碳纖維材料的加持,設備不怕“風吹日曬”,耐候性提升至10年以上。

  科技突破 碳纖維材料“飛入尋常百姓家”

  碳纖維雖然性能優異,但是成本高昂,這一度讓它與普通百姓的生活遙不可及。但如今,碳纖維已經從“按公斤賣”變為“按噸銷售”,這又是如何做到的?

  在中石化上海石化工廠內,碳纖維生産線正在高效運轉。這裡不僅是國內少數具備完整碳纖維生産能力的企業之一,更是率先實現了從原絲到碳纖維全流程國産化的生産基地。

  碳纖維的生産始於原絲,原絲的成本佔總成本的四到五成。作為碳纖維的“起點”,原絲的品質直接影響最終産品的性能。然而,長期以來,高端原絲的核心技術被國外壟斷,導致國內碳纖維産業受制於人。

  原絲需經過預氧化、碳化等複雜工序才能變為碳纖維,這一過程能耗極高。為節能降本,團隊自主研發出國內首套大絲束氧化、碳化設備,創新性地實現了能源迴圈利用。

  通過規模化生産、智慧化操作以及熱能回收利用等措施,成功將碳化過程中的電耗降低了25%左右,推動碳纖維從“按公斤賣”到“按噸銷”的轉變。

  在生産線上完成的碳纖維産品,還需經過嚴格的性能測試。在實驗室,記者見到了剛剛生産出來的碳纖維,正在進行強度測試。

  中國石化上海石化品質管理中心分析五車間副主任 林婷:剛剛我們做的是測試碳纖維強度性能的一個試驗,目前我們碳纖維強度能達到40S的標準,就相當於這一根的樣條,它的強度的值相當於我們家用2台汽車的牽引力總和。

  技術突破,讓曾經每噸20萬元左右的T300級碳纖維,如今價格僅6萬元左右,降幅達70%。産能釋放與規模化效應,讓碳纖維從航太材料等高端領域“飛入”民用領域。用得起、用得上碳纖維的行業越來越多。數據顯示,2024年,我國碳纖維市場規模約171.4億元,産量同比增長8.16%,出口同比增幅達119.9%,在全球市場的競爭力顯著提升。

  應用不斷拓展 碳纖維材料帶來更多新機遇

  曾經的“航太專屬”,現在變成了“民品神器”,碳纖維材料應用場景不斷拓展,也給更多行業帶來了新機遇。

  如今的碳纖維材料,已經應用在20多個行業和領域。

  在建築領域,老房子貼層碳纖維布就可以加固,甚至提升建築抗震等級。

  一根碳纖維魚竿,可以拉動近3噸重的小型汽車,強度是普通魚竿的一倍,重量減輕了一半。

  一台電動垂直升降飛行器,機身材料超70%用的是碳纖維複合材料,航程可以增加15%到20%。預計到2030年,電動垂直起降飛行器領域對碳纖維的需求將增至1.17萬噸,形成超百億級的新興市場。

  新材料帶來大機遇。十年前,高端碳纖維90%依賴進口,如今國産化率已突破76%。越來越完備的産業鏈和技術支撐,不斷拓寬關於“碳纖維”的想像力。

  (總臺央視記者 朱江 王世玉 張叢婧 盛瑾瑜 李棟)

[責任編輯:房琳琳]

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