1  國(guó)際碳纖維及其復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀

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1.1  碳纖維及其應(yīng)用市場(chǎng)
 
    近幾年，大量投資涌入碳纖維領(lǐng)域，世界8 大公司完成了新一輪的擴(kuò)產(chǎn)；土耳其AKSA異軍突起；韓國(guó)的Taekwang、Hyosung等紛紛進(jìn)入碳纖維領(lǐng)域；印度Kemrock進(jìn)入碳纖維；沙特Sabic宣布與意大利Monte合作，在西班牙和沙特建設(shè)碳纖維生產(chǎn)線；我國(guó)也有大量的企業(yè)紛至碳纖維領(lǐng)域。

     碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用開(kāi)發(fā)進(jìn)展主要突出表現(xiàn)在汽車(chē)和風(fēng)電葉片兩個(gè)方面。 內(nèi)容來(lái)自123456

      ⑴ 寶馬汽車(chē)入股SGL，推出了世界第一款大量采用碳纖維復(fù)合材料的商用車(chē)Megacity；同時(shí)，美國(guó)與日本的多家汽車(chē)公司宣布了與碳纖維公司的合作，共同打造碳纖維復(fù)合材料汽車(chē)零件，圖1是東麗對(duì)碳纖維在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用做出的估計(jì)[1]。

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  ⑵ Zoltek多年來(lái)致力于推廣低成本大絲束碳纖維，為風(fēng)電葉片領(lǐng)域總共供應(yīng)了大約20 000 t大絲束碳纖維。隨著風(fēng)電葉片長(zhǎng)度的增加，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)開(kāi)始嘗試使用碳纖維預(yù)浸料，開(kāi)發(fā)風(fēng)電葉片的支撐梁。鑒于對(duì)風(fēng)電與汽車(chē)使用碳纖維復(fù)合材料的信心，Zoltek對(duì)全球碳纖維未來(lái)幾年的需求增長(zhǎng)信心十足[2]（見(jiàn)圖2）。
不過(guò)對(duì)于碳纖維未來(lái)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，國(guó)內(nèi)外向來(lái)分歧較大。國(guó)內(nèi)樂(lè)觀派認(rèn)為，“今后5年內(nèi)碳纖維產(chǎn)品需求會(huì)產(chǎn)生爆發(fā)性增長(zhǎng)，中國(guó)市場(chǎng)需求量將超過(guò)3萬(wàn) t/a，未來(lái)甚至可達(dá)數(shù)十萬(wàn)噸/年”，“僅電力輸送就需10萬(wàn) t/a以上”，“復(fù)合材料火車(chē)車(chē)廂也需要10萬(wàn) t/a”，紡織機(jī)械也要上萬(wàn)噸/年…… 本文來(lái)自123

      但我們認(rèn)為：自日本碳纖維1970年代進(jìn)入市場(chǎng)，歷經(jīng)40余年，世界市場(chǎng)也只4萬(wàn) t/a左右規(guī)模，目前看不出有井噴式發(fā)展趨勢(shì)。其原因主要是碳纖維“貴”，不可能像玻璃纖維那樣廣泛應(yīng)用，除非其所用原料大幅降價(jià)，或出現(xiàn)革命性的新工藝和新技術(shù)，而目前現(xiàn)實(shí)是原料不斷漲價(jià)，也未看到嶄新技術(shù)出現(xiàn)的苗頭。由于丙烯腈價(jià)格在不斷上漲，碳纖維成本也隨之上升，制約了碳纖維復(fù)合材料的大面積使用。Zoltek預(yù)計(jì)2017年碳纖維需求將達(dá)425k t/a的預(yù)測(cè)誤差過(guò)大。實(shí)際上，近年來(lái)世界金融危機(jī)和債務(wù)危機(jī)不斷，全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)不好，使碳纖維消費(fèi)量處于停滯甚至下滑狀態(tài)，例如，2009年因金融危機(jī)，全球碳纖維銷(xiāo)售量從2008年的4.2萬(wàn) t下降到3.7萬(wàn) t，2010年銷(xiāo)量有所回升，但2012年受歐債危機(jī)影響預(yù)計(jì)又將有所下降。

1.2  預(yù)浸料發(fā)展方向

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     全世界最著名的預(yù)浸料公司是Toray、 Hexcel、Cytec、Gurit、ACG（2012年已被Cytec收購(gòu)）和TenCate。這些公司的碳纖維預(yù)浸料產(chǎn)品在近幾年呈現(xiàn)了新的預(yù)浸發(fā)展趨勢(shì)。 123456

     ⑴ 大絲束碳纖維預(yù)浸料在工業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)凸顯[3]。單向碳纖維預(yù)浸料面密度高達(dá)600 g/m2，這類(lèi)厚重的預(yù)浸料大大提升了預(yù)浸和后續(xù)鋪放工藝的效率。在風(fēng)電葉片與汽車(chē)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

  ⑵ 非熱壓罐工藝（OOA，Out of Autoclave）的預(yù)浸料大力發(fā)展[4]。此成型工藝大大降低了預(yù)浸料后續(xù)固化成型的時(shí)間與成本，這些新型的預(yù)浸料可以采用較低成本的真空袋壓法、先進(jìn)拉擠法和熱模壓法。產(chǎn)品如Hexcel的HexPly®M 56，Tencate的TC 250，Cytec的Cycom 532，ACG的MTM 44-1。 本文來(lái)自123

     ⑶ 不同預(yù)浸料產(chǎn)品形態(tài)的出現(xiàn)[3]。短切預(yù)浸料，可以采用經(jīng)濟(jì)型的模壓工藝，產(chǎn)品如Hexcel的Hexmc，Dencate的MS系列產(chǎn)品；半預(yù)浸料，在預(yù)浸工藝時(shí)不需要完全“濕透”纖維，在后續(xù)工藝中完成完全浸潤(rùn)，產(chǎn)品如Hexcel的Hexfit。 內(nèi)容來(lái)自123456

     ⑷ 針對(duì)不同應(yīng)用的專(zhuān)用預(yù)浸料[4]。如汽車(chē)領(lǐng)域，對(duì)零件短時(shí)間成型要求高，為滿足后續(xù)快速成型工藝，必須開(kāi)發(fā)＜5 min的快速固化預(yù)浸料，產(chǎn)品如Hexcel的Hexply M77，可以在150 ℃下2 min固化；為了滿足風(fēng)電葉片支撐梁–厚層合板的生產(chǎn)，Gurit開(kāi)發(fā)了SparPregTM，無(wú)需壓實(shí)和借助其他排氣織物，就可以獲得低孔隙率的層合板；在復(fù)合材料模具領(lǐng)域，各家也開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的預(yù)浸產(chǎn)品，如Hexcel的Hextool，ACG的DFormTM專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品。 123,123

     ⑸ 結(jié)構(gòu)與功能結(jié)合的預(yù)浸料。在樹(shù)脂中混入納米碳管或短切碳纖維，再浸潤(rùn)碳纖維絲束或織物，形成具有吸波功能的預(yù)浸料。 copyright 123456

     ⑹ 與其他材料共固化的預(yù)浸料。預(yù)浸料可以與灌注的樹(shù)脂共同固化，可以與SMC共同模壓固化，也可以用單向預(yù)浸料﹢織物預(yù)浸料﹢SMC共同模壓固化。 copyright 123456

     ⑺ 碳纖維熱塑性預(yù)浸料。近幾年，熱塑性預(yù)浸料及其復(fù)合材料迅猛發(fā)展，與熱固性預(yù)浸料相比，熱塑性預(yù)浸料無(wú)需冷庫(kù)倉(cāng)存與運(yùn)輸，后續(xù)成型工藝高效且方便，材料的韌性大，抗沖擊性能好，尤其可再生利用，符合節(jié)能減排綠色環(huán)保趨勢(shì)。但熱塑性預(yù)浸料存在的最大問(wèn)題主要有4 個(gè)：一是熱塑性樹(shù)脂的高粘度導(dǎo)致與纖維的浸潤(rùn)非常困難；二是還沒(méi)有合適的低成本、高效率和能保證質(zhì)量的預(yù)浸料制備方法與裝備；三是高性能熱塑性樹(shù)脂成型溫度在350 ℃以上，預(yù)浸料及其復(fù)合材料制品成型工藝難度很大；四是高性能熱塑性樹(shù)脂與通用熱固性樹(shù)脂相比較價(jià)格太昂貴。目前國(guó)際上主要通過(guò)粉末噴涂、纖維混紡、薄膜輥壓等工藝，獲取了不同樹(shù)脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)精度的熱塑性預(yù)浸料，分別滿足各類(lèi)成型應(yīng)用的需要。 本文來(lái)自123

1.3  預(yù)浸料新型成型工藝
 
      對(duì)于高端復(fù)合材料成型工藝，由于預(yù)浸料具有精確的纖維和樹(shù)脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)點(diǎn)，所以以預(yù)浸料為原料，發(fā)展了很多新的成型工藝，有些正在替代傳統(tǒng)成型工藝。另外，汽車(chē)領(lǐng)域?qū)?fù)合材料短時(shí)間成型要求高，也催生了一些快速成型工藝。

     ⑴ 新型拉擠與纏繞工藝。傳統(tǒng)的拉擠與纏繞工藝的最大優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，缺點(diǎn)是由于絲束浸潤(rùn)樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不均和較為隨機(jī)的排列，導(dǎo)致樹(shù)脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)精確度低、纖維浸潤(rùn)均勻度低和產(chǎn)品品質(zhì)不高的缺點(diǎn)。采用預(yù)浸帶材后，傳統(tǒng)拉擠工藝可以提升為先進(jìn)拉擠工藝（ADP， Advanced Pultrution），既可以完成精確的鋪放，又可以采用連續(xù)模壓，形成高品質(zhì)型材；纏繞工藝采用預(yù)浸帶，則可以生產(chǎn)出更精密的管材與罐類(lèi)產(chǎn)品。 123456

     ⑵ 自動(dòng)鋪纖維（帶）工藝。1960年代，美國(guó)空軍率先開(kāi)發(fā)自動(dòng)鋪帶技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)手工鋪放工藝的替換。之后，以美國(guó)MAG Cincinnati、Ingersoll，法國(guó)Forest-Line（2011年被MAG收購(gòu)）和西班牙M-Torres為代表的傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床設(shè)備廠家積極推動(dòng)大型自動(dòng)鋪放設(shè)備的發(fā)展，2012年MAG推出了鋪纖、鋪帶一體機(jī)；隨著工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)中的普及，借助多軸機(jī)器人帶動(dòng)鋪放頭的自動(dòng)鋪放設(shè)備蓬勃發(fā)展，可以經(jīng)濟(jì)地加工中心型零件的鋪放。法國(guó)的Coriolis是這個(gè)行業(yè)的典范，他們開(kāi)發(fā)的16（或32）條窄帶，窄帶寬度6.35 mm，可實(shí)現(xiàn)16（32）條內(nèi)任何數(shù)量的鋪放，滿足復(fù)雜表面的高精度鋪放。熱塑性預(yù)浸帶自動(dòng)鋪放設(shè)備也是一個(gè)亮點(diǎn)，在鋪放預(yù)浸帶的同時(shí)，通過(guò)激光、熱吹風(fēng)等加熱方式熔化樹(shù)脂，把預(yù)浸帶壓實(shí)到模具上，是熱塑性復(fù)合材料精密加工典型的工藝[5～7]。有關(guān)公司的自動(dòng)鋪纖（帶）機(jī)和熱塑性鋪帶機(jī)見(jiàn)圖3。 123456

      ⑶ 預(yù)浸料模壓成型工藝（Prepreg Compression Molding，PCM）。為滿足汽車(chē)行業(yè)對(duì)復(fù)合材料快速成型的要求，以日本三菱為代表的廠家推出這個(gè)新型工藝（該工藝示意圖見(jiàn)圖4），結(jié)合其最新推出的大絲束碳纖維P330 60k 和WCF 50k，三菱希望實(shí)現(xiàn)具有與小絲束類(lèi)似的良好加工性與高性能，與小絲束類(lèi)似的高品質(zhì)，利用PCM實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)能，最終為汽車(chē)行業(yè)提供良好的價(jià)格與產(chǎn)量[8]。 內(nèi)容來(lái)自123456

  ⑷ 先進(jìn)樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝（Advanced RTM）。除了基于預(yù)浸料的新型工藝，對(duì)于干型增強(qiáng)材料，比如各類(lèi)機(jī)織布、多軸經(jīng)編織物、三維編織物、縫編織物等，這些預(yù)成型（Preform）制件通過(guò)剪裁后，放置到模具中預(yù)定型，然后進(jìn)入RTM模具，高壓注入樹(shù)脂，模具加熱加壓，對(duì)材料固化定型。得益于新型的快速固化的樹(shù)脂，復(fù)合材料可以在5 min內(nèi)完成（工藝示意圖見(jiàn)圖5）。目前，東麗、寶馬與SGL的合資公司均采用該工藝，成功應(yīng)用于汽車(chē)復(fù)合材料的部件成型[8]。

      ⑸ 集成自動(dòng)生產(chǎn)工藝。為實(shí)現(xiàn)更高效率的生產(chǎn)，業(yè)界已經(jīng)開(kāi)發(fā)了集成自動(dòng)化生產(chǎn)工藝：從預(yù)浸料裁切備料，自動(dòng)鋪放，高壓熱模壓成型，修邊，所有工序集成到一條生產(chǎn)線上自動(dòng)完成。其中比較典型的公司是美國(guó)科羅拉多州的Fiberforge開(kāi)發(fā)的熱塑性預(yù)浸帶復(fù)合材料的專(zhuān)利生產(chǎn)系統(tǒng)[9]（見(jiàn)圖6）。

2  我國(guó)從聚丙烯腈到碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵鏈段的發(fā)展現(xiàn)狀 123456

2.1  碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈

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      從聚丙烯腈到高性能碳纖維復(fù)合材料制品的應(yīng)用，跨越形成了很長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈（見(jiàn)圖7）。其中每一鏈段都飽含高精尖的技術(shù)與品質(zhì)。即使當(dāng)今世界著名8 大家碳纖維企業(yè)中，也找不出一家能真正全鏈打通并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。以下重點(diǎn)介紹我國(guó)在這條產(chǎn)業(yè)鏈上幾個(gè)重要鏈段的發(fā)展現(xiàn)狀。為落實(shí)系統(tǒng)論的思想，我們?cè)噺淖罱K應(yīng)用起逆向介紹和分析，以期許業(yè)界同行們有新的啟示。

2.2  碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用現(xiàn)狀概況

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     ⑴ 體育器材。該領(lǐng)域依然是中國(guó)碳纖維復(fù)合材料的最大應(yīng)用面，主體是分布在廣東、福建及山東的臺(tái)資OEM形式加工廠和本土體育器材廠家。采用碳纖維復(fù)合材料加工成釣魚(yú)竿、高爾夫球桿、自行車(chē)、網(wǎng)球拍等產(chǎn)品。體育器材由于品牌的原因，各種檔次復(fù)合材料均有其市場(chǎng)：既有高端的東麗T1000、M60J預(yù)浸料的銷(xiāo)售；也有中端的臺(tái)塑碳纖維和土耳其AKSA碳纖維；還有國(guó)內(nèi)一些低端碳纖維在這個(gè)市場(chǎng)銷(xiāo)售。該領(lǐng)域普遍采用碳纖維預(yù)浸料和搓管工藝，該細(xì)分市場(chǎng)每年碳纖維消耗量約為5 000 t，相對(duì)穩(wěn)定。 123,123

⑵ 航空航天及軍工。由于該領(lǐng)域涉及軍品部分長(zhǎng)期受制于國(guó)外對(duì)碳纖維的嚴(yán)格監(jiān)管控制，在國(guó)家利益驅(qū)使下，傾向于采用國(guó)產(chǎn)碳纖維，但必須通過(guò)嚴(yán)格和長(zhǎng)期的評(píng)審考核來(lái)確定定點(diǎn)生產(chǎn)單位。而國(guó)產(chǎn)民用航空器（如民航機(jī)）的生產(chǎn)，通?？芍苯由暾?qǐng)進(jìn)口到優(yōu)質(zhì)的碳纖維及其預(yù)浸料。盡管碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)被主管部門(mén)提到戰(zhàn)略的高度，但限于對(duì)碳纖維復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用驗(yàn)證的水平、數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)積累，我國(guó)飛機(jī)制造業(yè)要大量使用碳纖維復(fù)合材料還需待以時(shí)日，尚不可能像波音和空客公司那樣，對(duì)碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)形成巨大的推動(dòng)力。據(jù)2012年4月26日?qǐng)?bào)道，中國(guó)商飛公司旗下上海飛機(jī)制造工業(yè)公司與美國(guó)Cytec簽訂了為期10 年的復(fù)合材料供應(yīng)合同。我國(guó)該細(xì)分市場(chǎng)對(duì)碳纖維的消耗量大約是200～300 t/a，目前國(guó)內(nèi)航空航天市場(chǎng)對(duì)國(guó)產(chǎn)碳纖維的主要需求是類(lèi)似T300級(jí)小絲束碳纖維。 copyright 123456

     ⑶ 碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線。對(duì)比傳統(tǒng)導(dǎo)線，碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線具有抗拉伸強(qiáng)度大、運(yùn)行溫度高、線膨脹系數(shù)小、質(zhì)量輕、耐腐蝕、減小磁損等優(yōu)點(diǎn)，適合舊線路增容改造、新建線路、大跨距等國(guó)家電網(wǎng)工程。目前，全球碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線應(yīng)用里程超過(guò)10 000 km，2006年至今已有100多 條輸電線路掛線運(yùn)行，總長(zhǎng)超過(guò)5 000 km，占全球復(fù)合芯導(dǎo)線輸電線路總里程50%以上?，F(xiàn)階段應(yīng)用主要以線路增容改造為主，在新建線路中尚未大規(guī)模推廣[10]。據(jù)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家稱(chēng)，該電纜芯目前主要采用東麗T700-12K的碳纖維，每年約有500～800 t消耗量，這是一個(gè)值得期待的大市場(chǎng)。

      ⑷ 風(fēng)電葉片用碳纖維復(fù)合材料。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，當(dāng)風(fēng)電葉片長(zhǎng)度超過(guò)40 m，就需要部分使用碳纖維。國(guó)際上Vestas在其44 m葉片的梁帽采用了全碳纖維；Gamesa在其42.5、44、87和90 m長(zhǎng)葉片的梁帽上采用了碳纖維/玻纖混雜預(yù)浸料；Neg Micon在其40 m葉片梁帽上采用碳纖維；Nordex Rotor在其44和56 m葉片主梁采用了碳纖維；Repower在其126 m直徑的葉片的梁帽上采用碳纖維與玻纖混雜預(yù)浸料；Dewind在其40 m葉片的梁帽采用了預(yù)浸碳纖維；GE在其48.5 m葉片梁帽上采用碳纖維。國(guó)內(nèi)南通東泰電工在其2 MW風(fēng)機(jī)葉片的主梁采用了碳纖維，中材科技在其56 m葉片的主梁采用了碳纖維；中復(fù)聯(lián)眾在其39.2 m葉片主梁采用碳纖維[11]。目前國(guó)內(nèi)還有一些重要的風(fēng)電葉片廠在考慮和試用碳纖維預(yù)浸料。風(fēng)電葉片基本采用類(lèi)似于T300～T400水平的大絲束碳纖維（48k或50k），中國(guó)目前還沒(méi)有大絲束碳纖維的生產(chǎn)，所以主要依賴進(jìn)口。當(dāng)前，風(fēng)電裝備制造商經(jīng)營(yíng)舉步維艱，碳纖維在該領(lǐng)域的大批量應(yīng)用也非常艱難，可能的突破思路有兩條：第一是葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分利用碳纖維的優(yōu)勢(shì)，全面創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；第二，從葉片的設(shè)計(jì)要求看，碳纖維的模量（中模）是非常重要的指標(biāo)，是與玻纖競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵所在，開(kāi)發(fā)中模大絲束，提升碳纖維的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 copyright 123456

   ⑸ 交通工具（汽車(chē)、高速列車(chē)、船舶等）。碳纖維復(fù)合材料在國(guó)外著名品牌汽車(chē)（尤其是豪華汽車(chē)）中，已經(jīng)得到長(zhǎng)期和比較廣泛的應(yīng)用。在全球節(jié)能減排的大潮流下，汽車(chē)輕量化的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)，尤其對(duì)于新型混合動(dòng)力汽車(chē)。幾乎每家國(guó)外著名汽車(chē)廠商和碳纖維巨頭強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，對(duì)碳纖維復(fù)合材料在汽車(chē)的應(yīng)用都有宏偉的計(jì)劃，積極開(kāi)發(fā)新型和專(zhuān)用的大絲束碳纖維，提升后續(xù)工藝效率，大幅降低碳纖維復(fù)合材料在汽車(chē)上應(yīng)用的整體成本。然而，此舉在國(guó)內(nèi)卻顯得比較冷清，估計(jì)原因是我國(guó)的中高檔汽車(chē)主要源自外資企業(yè)，很多研發(fā)在國(guó)外合資方總部完成；而國(guó)產(chǎn)的中低檔汽車(chē)廠商，由于價(jià)格原因，很難采用碳纖維復(fù)合材料。因此，這個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的出路是積極爭(zhēng)取與有技術(shù)話語(yǔ)權(quán)的國(guó)際汽車(chē)大品牌合作。例如，目前已有臺(tái)商與歐洲高檔車(chē)廠簽約，除在歐洲設(shè)立公司外，已在大陸專(zhuān)設(shè)CFRP汽車(chē)組件OEM工廠，貨交歐洲原車(chē)廠。同時(shí)，臺(tái)商還認(rèn)為大陸本身是高檔車(chē)最大市場(chǎng)，加上電動(dòng)車(chē)等項(xiàng)目，未來(lái)在CFRP汽車(chē)減重領(lǐng)域商機(jī)無(wú)窮，還有日本在中國(guó)設(shè)廠或OEM機(jī)會(huì)的可能。高速列車(chē)被稱(chēng)之為地面飛行器，在安全范圍內(nèi)的輕量化也是必然趨勢(shì)，但同樣存在于汽車(chē)類(lèi)似的問(wèn)題。中國(guó)高速列車(chē)依靠國(guó)際技術(shù)集成，在國(guó)際上異軍突起，借助這個(gè)機(jī)會(huì)，通過(guò)材料技術(shù)的革新，領(lǐng)先于世界高鐵技術(shù)，也是行內(nèi)很多專(zhuān)家的共識(shí)。然而，要在高速列車(chē)上實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料化，推動(dòng)起來(lái)還需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。這幾年，中國(guó)的船舶行業(yè)（包括豪華游艇）發(fā)展迅猛，對(duì)高性能復(fù)合材料已經(jīng)形成一定的需求，但是由于成本的局限，也沒(méi)有被廣泛的采用，有待長(zhǎng)時(shí)間去培育發(fā)展。 123,123

      ⑹ 建筑結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)。國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)市場(chǎng)約需碳纖維700～800 t/a，由于該領(lǐng)域用途受?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》和《結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用碳纖維片材》對(duì)加固材料產(chǎn)品性能指標(biāo)的嚴(yán)格限定，國(guó)產(chǎn)碳纖維力學(xué)性能指標(biāo)有明顯差距，目前該領(lǐng)域所需碳纖維一部分依靠進(jìn)口。而很大一部分則是由浙江海寧、江蘇宜興、山東德州一帶非良企業(yè)大量采購(gòu)國(guó)產(chǎn)碳纖維（非合格品）或玄武巖纖維，通過(guò)假冒偽劣、以次充好、偷工減料的形式和以假亂真的手段大量制造和拋售加固材料，導(dǎo)致加固材料市場(chǎng)極度混亂，由此造成的工程隱患則更令人擔(dān)憂，因此，碳纖維材料在結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢(shì)日漸式微，需求萎靡不振。 內(nèi)容來(lái)自123456
  123,123

2.3  我國(guó)碳纖維復(fù)合材料層合固化工藝及其裝備 123456

     ⑴ 層合固化工藝及其裝備。我國(guó)的碳纖維復(fù)合材料層合固化工藝及其裝備，是在玻璃鋼工業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展的。比如哈爾濱玻璃鋼研究院、武漢理工大學(xué)、南京諾爾泰復(fù)合材料設(shè)備制造有限公司、航天43所等開(kāi)發(fā)了多軸的纖維纏繞與拉擠設(shè)備，這些設(shè)備通過(guò)改造提升，也可基本適應(yīng)碳纖維的纏繞與拉擠工藝。

      國(guó)內(nèi)早期就仿制美國(guó)和臺(tái)灣的搓管工藝及設(shè)備，從搓管機(jī)、薄膜纏繞機(jī)、抽芯機(jī)、拋光機(jī)、固化烘箱等，都實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化可以滿足基本的體育器材類(lèi)的管件制造。但隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，為降低成本，這類(lèi)設(shè)備質(zhì)量或有下降趨勢(shì)。 123456

      ⑵ 大型自動(dòng)鋪纖（帶）機(jī)。由于西方國(guó)家對(duì)大型自動(dòng)鋪纖（帶）機(jī)銷(xiāo)往中國(guó)實(shí)施嚴(yán)格的許可證出口管制，我國(guó)（尤其是涉及軍品）的企業(yè)很難進(jìn)口到這樣的設(shè)備。 南京航空航天大學(xué)肖軍教授的團(tuán)隊(duì)，長(zhǎng)期研發(fā)自動(dòng)鋪帶（纖）設(shè)備，并已經(jīng)在國(guó)內(nèi)一些用戶處使用，這是我國(guó)開(kāi)拓先進(jìn)層合工藝與設(shè)備的亮點(diǎn)。

       綜上所述，我國(guó)高性能復(fù)合材料領(lǐng)域整體上尚處于起步階段，所以層合固化工藝及裝備還相當(dāng)落后。很多先進(jìn)的設(shè)備還必須依賴進(jìn)口，而西方對(duì)很多高性能復(fù)合材料的層合裝備都實(shí)行嚴(yán)格的管制，成為制約新型碳纖維復(fù)合材料在我國(guó)普及、應(yīng)用和發(fā)展的重要因素。 123456

2.4  預(yù)浸、預(yù)制件和短切纖維的工藝與裝備 內(nèi)容來(lái)自123456

     ⑴ 預(yù)浸工藝及其碳纖維預(yù)浸料。碳纖維的預(yù)浸工藝有很多種。對(duì)于熱固性預(yù)浸料，主流是熱熔型性預(yù)浸工藝，通常采用樹(shù)脂膜制備與浸潤(rùn)設(shè)備兩步法工序。熱固性預(yù)浸料的核心競(jìng)爭(zhēng)力是針對(duì)不同應(yīng)用的樹(shù)脂及其樹(shù)脂固化體系配方的開(kāi)發(fā)、相關(guān)的預(yù)浸工藝及嚴(yán)格的品質(zhì)管理體系。當(dāng)前，除了極少數(shù)航空航天部門(mén)的預(yù)浸單位基本具備這個(gè)核心能力，其他預(yù)浸料企業(yè)基本還不具備較強(qiáng)或可與國(guó)外公司抗衡的競(jìng)爭(zhēng)能力。盡管我國(guó)在預(yù)浸領(lǐng)域的著名專(zhuān)家張鳳翻研究員常年撰文和演講，告之預(yù)浸料行業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)與門(mén)檻，但很多投資者依然存在著一個(gè)誤解：只要不惜重金買(mǎi)一臺(tái)好的設(shè)備，就可以順利進(jìn)入預(yù)浸料行業(yè)。如果對(duì)預(yù)浸料的核心競(jìng)爭(zhēng)力不做出充分的準(zhǔn)備，這些投資的前景讓人堪憂。

123,123

 碳纖維預(yù)浸料是銜接碳纖維與復(fù)合材料的最為重要的橋梁，對(duì)于碳纖維企業(yè)，發(fā)展預(yù)浸料是不二的選擇。 預(yù)浸料業(yè)務(wù)的重大意義在于：可以及時(shí)把纖維品質(zhì)信息向纖維生產(chǎn)部門(mén)反饋，協(xié)助纖維部門(mén)提升工藝性能，更深入理解市場(chǎng)對(duì)碳纖維的要求；進(jìn)入復(fù)合材料領(lǐng)域，在纖維基礎(chǔ)上增加附加值，也能更好地適應(yīng)碳纖維行情的波動(dòng)對(duì)企業(yè)效益帶來(lái)負(fù)面的影響。
碳纖維企業(yè)上預(yù)浸料項(xiàng)目，須清楚地認(rèn)識(shí)到預(yù)浸料部門(mén)不僅是一個(gè)獨(dú)立的盈利單位，它必須與纖維部門(mén)共存亡。因?yàn)槠髽I(yè)在纖維上的投資是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于預(yù)浸項(xiàng)目的投資。如果這個(gè)預(yù)浸廠很“嬌貴”或唯利是圖，只能消化進(jìn)口纖維，即使它能獲點(diǎn)利，但相比企業(yè)自產(chǎn)碳纖維的虧損，這點(diǎn)利潤(rùn)沒(méi)有任何意義。所以，碳纖維企業(yè)建立的預(yù)浸料廠，必須立足于為本單位碳纖維服務(wù)。當(dāng)前，我國(guó)所有廠家的碳纖維都處于“成長(zhǎng)期”，綜合品質(zhì)不堪與東麗比肩。所以，開(kāi)發(fā)出適合本廠碳纖維的適用預(yù)浸料，并以預(yù)浸料帶動(dòng)碳纖維的銷(xiāo)售，無(wú)疑是非常重要的戰(zhàn)略舉措。 123456

      ⑵ 碳纖維預(yù)制件。預(yù)制件（Preform）主要是指把纖維預(yù)制成一定組織結(jié)構(gòu)和形狀的“干的織物”, 主要的工藝有：機(jī)織（Weaving平紋、斜紋和緞紋）、多軸經(jīng)編（Multi-axle warp knitting）、編織（Braiding）、縫紉（Stitching）、三維機(jī)織（3D Weaving）等，是 在傳統(tǒng)紡織工藝與裝備的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，有些織物要通過(guò)預(yù)浸工藝與樹(shù)脂結(jié)合而“變濕”，而有些可以通過(guò)樹(shù)脂灌注、RTM等工藝去與樹(shù)脂結(jié)合。這些預(yù)制件的主要目的是提高后段工序的工作效率。我國(guó)江蘇常州、宜興一帶有好幾家相當(dāng)出色的織物制造商。高端的裝備主要依賴進(jìn)口，而天津工業(yè)大學(xué)李嘉祿教授的團(tuán)隊(duì)在三維編織（3D braiding）工藝與裝備的研發(fā)方面是亮點(diǎn)，三維編織裝備的發(fā)展將日益重要。 123,123

      ⑶ 短切及研磨碳纖維。短切及研磨碳纖維或是一種特殊形式的預(yù)制件，主要有4 個(gè)方面的應(yīng)用：①利用其強(qiáng)度，作為增強(qiáng)塑料和降重材料，替代玻纖增強(qiáng)不能滿足的高端市場(chǎng)；②利用其電與熱的傳導(dǎo)性，作為電子產(chǎn)品防靜電外殼；③利用其模量，作為新型的海上油氣田的漂浮材料-復(fù)合泡沫塑料的增強(qiáng)體，可以承受很大的壓力；④利用其與樹(shù)脂結(jié)合后的吸波或透波功能，成為雷達(dá)罩（支架）或隱身功能的材料。

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 世界8 大碳纖維廠家中，基本都有短切和研磨產(chǎn)品。有的企業(yè)不光用B等品碳纖維生產(chǎn)短切料，也用很多A等品碳纖維生產(chǎn)。其實(shí)碳纖維短切和研磨是有很高技術(shù)難度的，不是手工剪切和沖床的作坊就能做好的產(chǎn)品。保持均勻的短切碳纖維定尺長(zhǎng)度（規(guī)格在1～56 mm范圍），保證對(duì)各種樹(shù)脂的分散性，以及保證生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行，是一個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)技術(shù)。 123456

2.5  我國(guó)PAN基碳纖維產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 copyright 123456

      據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)已有32～35 家公司投入碳纖維的研發(fā)與生產(chǎn)。其中自己擁有原絲的有19 家。如果按照已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)了設(shè)備，已建成或在建的生產(chǎn)線統(tǒng)計(jì)，假如這些生產(chǎn)線全部建成并投產(chǎn)，碳纖維總產(chǎn)能可達(dá)到約1.6～2.0萬(wàn) t/a，“十一五”期間，企業(yè)、銀行和國(guó)家各級(jí)政府總共投入資金約100～120億 元人民幣。該行業(yè)雖已經(jīng)出現(xiàn)一些投資者退出和破產(chǎn)的現(xiàn)象，但仍不乏有新的投資者在進(jìn)入。

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    在生產(chǎn)碳纖維的型號(hào)和規(guī)格方面，目前所有的廠商中只有藍(lán)星公司生產(chǎn)24k碳纖維，上海石油腈綸事業(yè)部有大絲束的規(guī)劃，其他廠家主要生產(chǎn)12k或以下k數(shù)產(chǎn)品。絕大部分廠家宣稱(chēng)，產(chǎn)品達(dá)到東麗T300的水平。至少有5 家企業(yè)宣布產(chǎn)品達(dá)到東麗T700的水平，但在市場(chǎng)上鮮有批量的銷(xiāo)售。至少有4 家企業(yè)宣布產(chǎn)品達(dá)到東麗T800的主要技術(shù)指標(biāo)，其中一家江蘇的企業(yè)高調(diào)宣稱(chēng)其在中國(guó)已率先攻克碳纖維生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)穩(wěn)定性難題，甚至其碳纖維產(chǎn)品力學(xué)性能和離散系數(shù)超越了東麗T800的指標(biāo)。目前除了北京化工大學(xué)，還沒(méi)有企業(yè)宣布高模量碳纖維（類(lèi)似東麗M40）的生產(chǎn)。

     目前國(guó)產(chǎn)強(qiáng)度3 000 MPa左右12k碳纖維在市場(chǎng)的售價(jià)約120 元/kg以下，土耳其AKSA公司A-42～A-49型號(hào)12k碳纖維的價(jià)格分別約135～145 元/kg，同級(jí)別臺(tái)灣碳纖維價(jià)格類(lèi)比土耳其約高出15%，日本三菱TR50S-12k碳纖維價(jià)格約155 元/kg，而日本東麗T700-12k碳纖維價(jià)格較亂，約在180～200 元/kg之間，如果按照東麗22～25 美元/kg的國(guó)際價(jià)格，加上進(jìn)口關(guān)稅和增值稅，到中國(guó)市場(chǎng)價(jià)格應(yīng)該是200多 元/kg，可能由于去年價(jià)格較低時(shí)，國(guó)內(nèi)有存貨在今年拋售，或是導(dǎo)致東麗T700-12k價(jià)格混亂原因。上述價(jià)格讓幾乎所有碳纖維供應(yīng)商無(wú)利可圖，尤其是國(guó)產(chǎn)碳纖維企業(yè)，很多廠家是低于成本價(jià)拋售，銷(xiāo)售越多，企業(yè)虧損越大。一方面是碳纖維生產(chǎn)線巨大的資金投入和存在大量的產(chǎn)品技術(shù)與品質(zhì)問(wèn)題令人糾結(jié)，另一方面是虧本銷(xiāo)售，碳纖維企業(yè)因此陷入了空前的困境。 123,123

   人們不禁要問(wèn)，國(guó)內(nèi)碳纖維市場(chǎng)的低價(jià)格走勢(shì)是如何形成的？是國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)相互惡性競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果？或是國(guó)外老牌碳纖維企業(yè)有意打壓中國(guó)新生的碳纖維產(chǎn)業(yè)？抑或處于成長(zhǎng)期的我國(guó)碳纖維因品質(zhì)不好，目前只能被市場(chǎng)邊緣化？但無(wú)論何種原因都不是我們所能掌控。唯有打破僵局，努力尋求突破“圍城”之路。
 
      雖有一些企業(yè)已積極向碳纖維下游產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)拓，快速進(jìn)入預(yù)浸料及各類(lèi)織物的加工，甚至是復(fù)合材料零件產(chǎn)品的制造。然而他們卻發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入這些行業(yè)后也面臨很大的技術(shù)問(wèn)題，做出的產(chǎn)品品質(zhì)、性能和性價(jià)比也不高，很難在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲勝或無(wú)法進(jìn)入高端市場(chǎng)。到頭來(lái)是攤子越鋪越大，路子卻越走越艱難，企業(yè)或?qū)⑾萑敫蟮睦Ь场?/span>

3  以系統(tǒng)論的思想發(fā)展碳纖維復(fù)合材料

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      系統(tǒng)的通常定義是：有若干要素以一定結(jié)構(gòu)形式聯(lián)結(jié)構(gòu)成的具有某種功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)論的基本思想，就是把所要研究和處理的對(duì)象當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，研究系統(tǒng)、要素和環(huán)境三者的相互關(guān)系與變動(dòng)的規(guī)律性。貝塔朗菲強(qiáng)調(diào)：任何系統(tǒng)都是一個(gè)有機(jī)的整體，它不是各個(gè)部分的機(jī)械組合或簡(jiǎn)單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒(méi)有的性質(zhì)[12]。 本文來(lái)自123

3.1  企業(yè)要以碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)為戰(zhàn)略基礎(chǔ)

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      碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈每個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)的關(guān)聯(lián)度是非常緊密的，可以說(shuō)是環(huán)環(huán)緊扣，步步關(guān)聯(lián)，例子比比如是：如市場(chǎng)上沒(méi)有優(yōu)質(zhì)的、大批量和低成本的原絲，要想單獨(dú)建一個(gè)大型的纖維碳化廠可謂是“無(wú)米之炊”；而當(dāng)碳纖維絲束獨(dú)立存在時(shí)卻是“英雄無(wú)用武之地”，只有與樹(shù)脂基體結(jié)合后才能充分發(fā)揮出其優(yōu)異的力學(xué)性能和功能；即便是同樣品質(zhì)的碳纖維，如在復(fù)合材料中的排列方式不一樣，其各自復(fù)合材料的總體性能差異就很大；碳纖維如與性能不匹配的樹(shù)脂復(fù)合，也不可能成為高性能的復(fù)合材料；即或所有基礎(chǔ)材料都是高品質(zhì)和相匹配，但加工成型的設(shè)備和工藝不對(duì)，也不可能生產(chǎn)出高品質(zhì)和高性能的復(fù)合材料……總之，在整個(gè)碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域，無(wú)論是發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)，還是發(fā)展復(fù)合材料下游產(chǎn)業(yè)，我們的各級(jí)決策者應(yīng)秉承系統(tǒng)論的思維與戰(zhàn)略尤為重要。不站在系統(tǒng)論的觀點(diǎn)盲目跟風(fēng)去發(fā)展碳纖維，就很容易誤入迷途。同理，不對(duì)國(guó)內(nèi)外碳纖維有清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)高素質(zhì)復(fù)合型人才缺乏了解，盲目發(fā)展高性能復(fù)合材料，也會(huì)陷入被動(dòng)。

3.2  需從復(fù)合材料系統(tǒng)性降低成本來(lái)實(shí)現(xiàn)低成本化

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     國(guó)際上業(yè)界有一句流行的話：從原材料到碳纖維，價(jià)格從1變到3；把碳纖維加工成復(fù)合材料，價(jià)格可從3變到10。這句話表達(dá)了兩層含義：從碳纖維到復(fù)合材料，增加的附加值更多；碳纖維在復(fù)合材料中的成本是約20%～30%。但必須指出，所謂低成本高性能復(fù)合材料不是指絕對(duì)的低成本，必須要強(qiáng)調(diào)高性能價(jià)格比，而且要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)下的比較成本優(yōu)勢(shì)，比如汽車(chē)用碳纖維復(fù)合材料，不光要計(jì)算其零部件本身的成本，更要計(jì)算組合安裝成本以及節(jié)能減排和綠色環(huán)保效應(yīng)帶來(lái)的綜合效益。否則，只計(jì)算零部件的絕對(duì)成本，高性能復(fù)合材料肯定比傳統(tǒng)或常規(guī)的復(fù)合材料高出很多。
 

本文來(lái)自123

      如前所述，要用系統(tǒng)論來(lái)看待和處理高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。在這種思維指導(dǎo)下，我們可以發(fā)現(xiàn)大量的成本節(jié)省空間。比如，同樣一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，采用大絲束或小絲束碳纖維的問(wèn)題，節(jié)約的成本可不光是纖維本身的價(jià)格差，后續(xù)預(yù)制工藝也在節(jié)約成本，甚至預(yù)浸鋪層工藝也會(huì)節(jié)約成本。從結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)開(kāi)始，就必須充分考慮成本因素，如果設(shè)計(jì)師在各個(gè)環(huán)節(jié)缺乏相對(duì)精確的許用值，不斷加大安全系數(shù)，設(shè)計(jì)出的復(fù)合材料零件比金屬零件還厚重，那低成本就根本無(wú)從談起。

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      對(duì)于高性能復(fù)合材料，成本不僅可以控制，還可以設(shè)計(jì)。有大量原材料和成型工藝的排列組合可供設(shè)計(jì)師選擇，不同的材料工藝組合就有不同的成本。所以，高水平復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員，不光是優(yōu)秀的技術(shù)人員，也應(yīng)是精確的成本核算師。
人類(lèi)在不停地提升碳纖維和樹(shù)脂的性能以及各種結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的成型工藝，優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)掌握這些信息和動(dòng)態(tài)，不斷提升結(jié)構(gòu)的性能與功能，以期獲取最高性能價(jià)格比的產(chǎn)品。

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4  借鑒國(guó)際碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，調(diào)整我們自己的發(fā)展觀念與思路全世界有8 家碳纖維大企業(yè)，各有其發(fā)展模式與特點(diǎn)。 copyright 123456

4.1  小絲束碳纖維企業(yè)
 
      日本的東麗、東邦和三菱3 家企業(yè)比較類(lèi)似，產(chǎn)品范圍比較全面，從標(biāo)準(zhǔn)模量、中模量到高模量，力學(xué)性能品級(jí)齊全，品種規(guī)格豐富，產(chǎn)能主要集中在小絲束，用于航空航天及高端體育器材，素以引領(lǐng)世界碳纖維發(fā)展“三駕馬車(chē)”著稱(chēng)，尤其在全球進(jìn)入節(jié)能減排時(shí)代后，日本這幾家著名碳纖維企業(yè)首先配合波音和空客兩大飛機(jī)制造公司，相繼在B787夢(mèng)想飛機(jī)和A380空中巨無(wú)霸大飛機(jī)上大量使用碳纖維復(fù)合材料，突破了民航大飛機(jī)上先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)超過(guò)50%的革命性創(chuàng)舉。在此基礎(chǔ)上，他們分別主動(dòng)與歐美、日系汽車(chē)企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，搶占先機(jī)，大力發(fā)展新能源復(fù)合材料汽車(chē)。臺(tái)塑是1984年收購(gòu)美國(guó)Hitco碳化技術(shù)后進(jìn)入碳纖維領(lǐng)域的，主要生產(chǎn)12k碳纖維，產(chǎn)能規(guī)模排位世界第4，其碳纖維主要用于臺(tái)資企業(yè)的體育器材領(lǐng)域；美國(guó)Hexcel與Cytec均生產(chǎn)小絲束碳纖維，Hexcel有高強(qiáng)、中模碳纖維，Cytec只有普通品種的PAN碳纖維和世界上最好的瀝青基碳纖維，這兩家公司在東麗進(jìn)入波音公司前，其預(yù)浸料基本壟斷了美國(guó)航空航天復(fù)合材料（尤其是軍品）市場(chǎng)，同時(shí)還供應(yīng)碳纖維復(fù)合材料零件。

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4.2  大絲束碳纖維企業(yè) 123,123

     美國(guó)Zoltek在1988年通過(guò)收購(gòu)Stackpole Fibers進(jìn)入碳纖維，1992年，Zoltek建立了第一條基于工業(yè)腈綸的連續(xù)碳化線，把戰(zhàn)略目標(biāo)鎖定在低成本的工業(yè)應(yīng)用；1995年，Zoltek收購(gòu)了位于匈牙利的腈綸廠；1999年，Zoltek收購(gòu)了4 家復(fù)合材料企業(yè)，包括材料設(shè)計(jì)、預(yù)浸料和復(fù)合材料設(shè)備公司，努力向碳纖維下游突進(jìn)；進(jìn)入新世紀(jì)后，Zoltek在風(fēng)電葉片領(lǐng)域銷(xiāo)售了大量的碳纖維及其碳纖維預(yù)浸料，同時(shí)，積極開(kāi)拓汽車(chē)市場(chǎng)[13]。德國(guó)SGL通過(guò)1997年收購(gòu)英國(guó)RK Carbon進(jìn)入碳纖維領(lǐng)域；1998年，與美國(guó)著名的高爾夫球桿公司Aldila合資建立碳纖維碳化廠，產(chǎn)能1 100 t/a；2010年，與寶馬的合資公司在美國(guó)投資碳纖維碳化線，專(zhuān)用于寶馬汽車(chē)復(fù)合材料。同時(shí)，在大絲束領(lǐng)域令人矚目的是，日本三菱在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中嬗變戰(zhàn)略，從小絲束跨界到大絲束領(lǐng)域，看好的就是蓬勃發(fā)展的國(guó)際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)和未來(lái)低成本、高性能碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展方向，其60k大絲束碳纖維力學(xué)性能已達(dá)到東麗T700水平，并且SGL與寶馬合資在美國(guó)的大絲束碳纖維碳化線，所需原絲也是由三菱提供的。

4.3  要在反思中學(xué)會(huì)選擇借鑒適合自己的發(fā)展模式
 
      通過(guò)了解和借鑒上述8 家世界主要碳纖維公司的運(yùn)營(yíng)歷史與模式，值得我國(guó)碳纖維企業(yè)認(rèn)真反思自己的發(fā)展模式。是否言必稱(chēng)和行必效東麗？是否應(yīng)該找一家更適合我們國(guó)情及企業(yè)本身?xiàng)l件的模式來(lái)學(xué)習(xí)？我們覺(jué)得中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)應(yīng)該著眼于發(fā)展大絲束碳纖維，建議以20%/80%比例分配小絲束/大絲束的產(chǎn)能，除少數(shù)幾個(gè)科研單位或企業(yè)可以專(zhuān)攻特殊品級(jí)（如高強(qiáng)中模如東麗的T800和T1000，高強(qiáng)高模如東麗的M50J和M60J等）碳纖維外，其他大部分碳纖維廠家應(yīng)該把戰(zhàn)略定位在大絲束碳纖維及工業(yè)化應(yīng)用上。這是因?yàn)樾〗z束碳纖維的傳統(tǒng)市場(chǎng)如航空航天市場(chǎng)是一個(gè)緩慢和有限的發(fā)展過(guò)程，體育器材市場(chǎng)擴(kuò)展空間也有限，最有發(fā)展?jié)摿Φ氖悄茉?、汽?chē)等工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，必然是將來(lái)低成本大絲束碳纖維應(yīng)用的廣闊市場(chǎng)。同時(shí)，隨著技術(shù)的成熟和市場(chǎng)應(yīng)用的促進(jìn)，大絲束不再是“低檔貨”的代名詞，如今大絲束力學(xué)性能不僅有T300級(jí)別的，也有T700強(qiáng)度級(jí)別和中高模量的。 123456
  日本友人曾形象的比喻，碳纖維生產(chǎn)猶如中國(guó)傳統(tǒng)的象牙雕刻，需要精雕細(xì)琢，而中國(guó)的現(xiàn)代工業(yè)文明正是缺失這種“一絲不茍”的文化因素，所以要想做出高水平的碳纖維是很困難的。從中國(guó)目前對(duì)碳纖維掌握的技術(shù)與管理水平看，大力發(fā)展大絲束碳纖維不失為明智和務(wù)實(shí)的選擇，也完全符合當(dāng)今低成本碳纖維及其復(fù)合材料的全球發(fā)展趨勢(shì)，這一趨勢(shì)已從碳纖維在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的今天，世界8 大碳纖維企業(yè)中的大絲束碳纖維廠商迅速崛起得到印證。而且中國(guó)人的成本控制能力非常強(qiáng)，中國(guó)價(jià)格也是聞名四海，低成本大絲束碳纖維或?qū)⑹俏覀兛梢栽谑澜绺?jìng)爭(zhēng)中獲勝的主要法寶。

 西方國(guó)家嚴(yán)格實(shí)施對(duì)碳纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域的技術(shù)與裝備出口的管制，主要是針對(duì)軍事用途的。當(dāng)我們大部分企業(yè)把目標(biāo)市場(chǎng)定義在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域后，我們就可以整合大量成熟的國(guó)際資源為我們服務(wù)。

西方國(guó)家嚴(yán)格實(shí)施對(duì)碳纖維及復(fù)合材料領(lǐng)域的技術(shù)與裝備出口的管制，主要是針對(duì)軍事用途的。當(dāng)我們大部分企業(yè)把目標(biāo)市場(chǎng)定義在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域后，我們就可以整合大量成熟的國(guó)際資源為我們服務(wù)。

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5.1  充分借鑒成熟腈綸工業(yè)的成果，發(fā)展工業(yè)級(jí)大絲束碳纖維

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      國(guó)際上幾乎所有的碳纖維巨頭，都曾經(jīng)有強(qiáng)大的腈綸工業(yè)做支撐。在實(shí)驗(yàn)室或小試線制備研發(fā)原絲時(shí)，似乎與腈綸工業(yè)關(guān)系不大，但在碳纖維工業(yè)化和商業(yè)化的進(jìn)程中，腈綸工業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)就現(xiàn)得尤為重要。目前，我們國(guó)內(nèi)還存在著一種莫明的現(xiàn)象：搞原絲的人似乎不太看得起腈綸工業(yè)的“粗獷”，而搞腈綸的人則覺(jué)得搞原絲的人“不懂工業(yè)”。我國(guó)有世界第二和第三規(guī)模的腈綸產(chǎn)業(yè)基地，我們也有很多科研單位與廠家以小試規(guī)模做出了類(lèi)似T700和T800性能的原絲，我們能否形成“科研部門(mén)等技術(shù)單位繼續(xù)研發(fā)小絲束原絲滿足軍工需求，腈綸廠則在腈綸技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)工業(yè)應(yīng)用大絲束原絲的互利互助的分工合作格局”？改造和采用腈綸大規(guī)模的生產(chǎn)及工程系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)工業(yè)級(jí)大規(guī)模和低成本的大絲束原絲技術(shù)，是生產(chǎn)低成本大絲束碳纖維的重要方向：可以充分借助腈綸廠現(xiàn)有的公用工程和廢物處理系統(tǒng)，減少項(xiàng)目投資；可以充分借助腈綸廠熟練的技術(shù)工人和管理經(jīng)驗(yàn)，保證生產(chǎn)的連續(xù)與品質(zhì)；可以充分借助腈綸廠對(duì)生產(chǎn)成本和對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)能的嚴(yán)格要求，保證最低的成本；腈綸科技人員要充分尊重原絲的技術(shù)生產(chǎn)特點(diǎn)，要把原絲技術(shù)有機(jī)地融入腈綸工業(yè)體系，這可能是我國(guó)碳纖維突破眼前困境的重大思路。 123456

5.2  大絲束、大規(guī)模和低成本的碳化線

     整體上講，大絲束碳纖維的預(yù)氧化和碳化工藝比小絲束復(fù)雜。目前，我國(guó)絕大多數(shù)碳化線是按12k小絲束為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)的。對(duì)大絲束的預(yù)氧化和碳化也缺乏工藝經(jīng)驗(yàn)，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的低成本運(yùn)營(yíng)更是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)。而SGL在美國(guó)投資的產(chǎn)能1 500 t/a碳化線，從土建奠基到碳纖維產(chǎn)出，只用了一年的時(shí)間，足以證明該公司的大絲束碳化線技術(shù)、工程與系統(tǒng)十分成熟和穩(wěn)定。這類(lèi)成熟和可靠的經(jīng)驗(yàn)平臺(tái)，值得我們學(xué)習(xí)與借鑒。在對(duì)待發(fā)展大絲束碳纖維的產(chǎn)業(yè)觀念上，中國(guó)人必須要從航空航天和國(guó)防軍工定義的小絲束碳纖維概念的束縛中擺脫出來(lái)：大絲束不是“低檔貨”的代名詞，大絲束不僅是過(guò)去的T300級(jí)別，目前也有T700強(qiáng)度的，將來(lái)還有中高模量的。配合原絲技術(shù)的提升，精確設(shè)計(jì)碳化的各段工藝與技術(shù)裝備，實(shí)現(xiàn)每千克纖維的公用工程消耗最小化，是碳化線技術(shù)平臺(tái)努力的方向。

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5.3  熱熔性預(yù)浸料整體解決方案

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      如前面所提及，對(duì)于新上預(yù)浸料的投資者，一定要充分重視預(yù)浸生產(chǎn)核心競(jìng)爭(zhēng)力的準(zhǔn)備，不要認(rèn)為買(mǎi)一臺(tái)好的設(shè)備，就自然可以做出合格的預(yù)浸料。所以這類(lèi)新投資者，最需要購(gòu)買(mǎi)整體解決方案。借助有經(jīng)驗(yàn)預(yù)浸專(zhuān)家的幫助，建立良好的系統(tǒng)，才能獲得有回報(bào)的投資。而對(duì)于現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)碳纖維企業(yè)投資預(yù)浸料設(shè)備，若必須要進(jìn)口預(yù)浸機(jī)來(lái)加工本廠的碳纖維，這也需要有經(jīng)驗(yàn)專(zhuān)家和后續(xù)應(yīng)用的支持，否則待浪費(fèi)了大量的國(guó)產(chǎn)材料和折騰了時(shí)間后，最終仍不得不采用進(jìn)口的碳纖維。

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5.4  各類(lèi)碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用解決方案 123456

      國(guó)外經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，對(duì)很多碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用已經(jīng)有非常成熟的解決方案。比如碳纖維復(fù)合材料風(fēng)電葉片梁、大型碳纖維復(fù)合材料桅桿、碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線等。引進(jìn)這些成熟解決方案，是我們快速推動(dòng)和擴(kuò)大碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用的捷徑。 本文來(lái)自123

5.5  國(guó)際市場(chǎng)成熟的碳纖維用戶與市場(chǎng)

       目前，中國(guó)每年約消耗10 000 t碳纖維，是國(guó)際上碳纖維消耗大國(guó)。但是，我們的復(fù)合材料市場(chǎng)并不強(qiáng)大，如很多客戶根本就沒(méi)有材料的設(shè)計(jì)能力，換一個(gè)品種的碳纖維后，就不知道該怎么做了。相比之下，發(fā)達(dá)國(guó)家的碳纖維用戶顯然有更強(qiáng)的技術(shù)能力，不光在產(chǎn)品上善于創(chuàng)新，也比較容易接受新鮮的事物。建議國(guó)內(nèi)較成熟的碳纖維企業(yè)要敢于走到國(guó)際市場(chǎng)，利用國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)發(fā)使用我們的碳纖維，并得以機(jī)會(huì)逐步提升國(guó)產(chǎn)碳纖維品質(zhì)。

6  轉(zhuǎn)變觀念，提升產(chǎn)學(xué)研的合作效益

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      我國(guó)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的一般發(fā)展模式是專(zhuān)家與企業(yè)的結(jié)合。其中不乏專(zhuān)家與企業(yè)成功合作的范例，但也有不少合作矛盾重重。如有些企業(yè)的工程技術(shù)人員看不起專(zhuān)家，認(rèn)為他們說(shuō)什么技術(shù)都頭頭是道，但現(xiàn)場(chǎng)遇到問(wèn)題就束手無(wú)策，很多現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題全靠工程技術(shù)人員解決；反之，有些專(zhuān)家看不起企業(yè)的工程技術(shù)人員，認(rèn)為你連碳纖維的基本知識(shí)都不懂，怎么可能把碳纖維搞好？還有一些企業(yè)，在解決了一定的工程技術(shù)難題后就盲目自信，認(rèn)為自己已經(jīng)是碳纖維專(zhuān)家了，什么都明白?？茖W(xué)與工程的矛盾，演變成專(zhuān)家與企業(yè)的矛盾，這對(duì)我國(guó)碳纖維的發(fā)展是極為不利的。

       一方面，由于各國(guó)對(duì)碳纖維技術(shù)的保密，要在國(guó)際人才市場(chǎng)上引進(jìn)有系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的真正的專(zhuān)家非常困難。所以，國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的專(zhuān)家是國(guó)家稀有的寶貴財(cái)富，是企業(yè)發(fā)展碳纖維的技術(shù)支撐。從聚丙烯腈到原絲，從原絲到碳纖維，再?gòu)奶祭w維到廣泛應(yīng)用的復(fù)合材料，形成了一個(gè)既龐大又復(fù)雜的碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈，還有很多類(lèi)似機(jī)理方面的基礎(chǔ)研究科學(xué)問(wèn)題尚未得到很好的理論解釋?zhuān)饪科髽I(yè)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是無(wú)法破解的。值得注意的是，我們一些企業(yè)家曾經(jīng)在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域取得了輝煌的成功，帶著強(qiáng)烈的愛(ài)國(guó)情懷，全身心投入碳纖維事業(yè)，天天蹲在生產(chǎn)線旁邊研究問(wèn)題，這種精神值得欽佩，但是如果能有效地激勵(lì)科技人員攀登科學(xué)高峰的激情，形成持續(xù)和不斷擴(kuò)大的研發(fā)實(shí)力，恐怕比你身體力行更有效益。因此，企業(yè)家們必須胸襟豁達(dá)，目光放遠(yuǎn)，力戒浮躁，尊重科技人員，努力建立一個(gè)好的分享機(jī)制，推動(dòng)專(zhuān)家們悉心去研究，不斷攻克技術(shù)難關(guān)，并用他們的研究成果去指導(dǎo)工程實(shí)踐。 123456
  
       另一方面，在碳纖維及其復(fù)合材料的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中，除了基礎(chǔ)科學(xué)研究的學(xué)術(shù)和理論，也依然有大量工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，尤其是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)線，我國(guó)的專(zhuān)家也極少有實(shí)際工程方面的經(jīng)驗(yàn)。畢竟當(dāng)前整個(gè)中國(guó)還沒(méi)有一條能高效、穩(wěn)定、連續(xù)和低成本的碳纖維工業(yè)化裝置成功運(yùn)行，所以專(zhuān)家們也無(wú)從去積累經(jīng)放大或成熟后的工程經(jīng)驗(yàn)。主要的經(jīng)驗(yàn)只能靠企業(yè)的工程技術(shù)人員和專(zhuān)家一起在實(shí)踐過(guò)程中去摸索。這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該成為專(zhuān)家們科學(xué)理論的驗(yàn)證數(shù)據(jù)和進(jìn)一步深入研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所以也理應(yīng)得到專(zhuān)家的尊重與認(rèn)可。 123456

  只有科學(xué)研究與工程實(shí)踐的相互促進(jìn)和螺旋式提升，才能真正形成一個(gè)既有科學(xué)理論和又有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的完整的技術(shù)體系。這是我國(guó)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈可持續(xù)發(fā)展，趕超發(fā)達(dá)國(guó)家的必要條件。 123,123

7 借鑒國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)我國(guó)復(fù)合材料共享數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè) 內(nèi)容來(lái)自123456

      復(fù)合材料與其說(shuō)是材料，更是一種結(jié)構(gòu)，這個(gè)特點(diǎn)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)難題，他們期望能有一個(gè)像金屬材料設(shè)計(jì)手冊(cè)一樣的材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于復(fù)合材料更容易被各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域所采用。美國(guó)航天局（NASA）和美國(guó)航空管理局（FAA）一直在推動(dòng)航空領(lǐng)域內(nèi)共享復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，主要經(jīng)歷了3 個(gè)階段的發(fā)展：

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      第一個(gè)階段，傳統(tǒng)模式。對(duì)于一個(gè)新的飛機(jī)型號(hào)，設(shè)計(jì)者首先要向適航當(dāng)局申請(qǐng)適航型號(hào)合格證（TC），TC申請(qǐng)人對(duì)復(fù)合材料供應(yīng)商開(kāi)展Qualification（合格性鑒定），并將所有文件和數(shù)據(jù)整理報(bào)適航當(dāng)局有關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行適航符合性審查。審查通過(guò)后，TC申請(qǐng)人會(huì)將該供應(yīng)商列入其合格供應(yīng)商目錄。實(shí)施過(guò)程形成的數(shù)據(jù)庫(kù)、材料規(guī)范、工藝規(guī)范等知識(shí)產(chǎn)權(quán)一般歸TC申請(qǐng)人所有，TC 申請(qǐng)人一般不愿將這些數(shù)據(jù)和知識(shí)與其他航空型號(hào)設(shè)計(jì)和制造商共享。其他TC申請(qǐng)人即使使用同一種材料也必須重復(fù)材料鑒定工作，這就造成了經(jīng)費(fèi)的浪費(fèi)和時(shí)間的耽誤，對(duì)于小型航空器設(shè)計(jì)和制造公司來(lái)講，這些浪費(fèi)幾乎是不可接受的。 copyright 123456

       第二個(gè)階段，AGATE階段。從1994 年開(kāi)始在NASA、FAA和美國(guó)70 家企業(yè)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)與政府機(jī)構(gòu)組織開(kāi)展了AGATE（Advanced General Aviation Technology Experiments）項(xiàng)目。在通用航空領(lǐng)域內(nèi)，發(fā)展一種通用的復(fù)合材料鑒定和性能等同判斷方法和規(guī)則，建立共享的數(shù)據(jù)庫(kù)，大幅度降低材料鑒定的成本和時(shí)間，加快通用飛機(jī)設(shè)計(jì)、發(fā)展進(jìn)程和適航審定。 內(nèi)容來(lái)自123456

      第三個(gè)階段，NCAMP階段。2005年NASA 的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到AGATE的方法應(yīng)該從通用航空領(lǐng)域推廣到整個(gè)航空行業(yè)，于是建立了一個(gè)永久性機(jī)構(gòu)（National Center for Advanced Materials Performance，NCAMP），與復(fù)合材料手冊(cè)CMH-17（之前叫MIL-HDBK-17，由美國(guó)軍方管理）一起來(lái)繼續(xù)優(yōu)化這些方法，并致力于這些方法的發(fā)展和應(yīng)用，同時(shí)也成為共享數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行維護(hù)者和服務(wù)提供者[14]。
 
      根據(jù)上述美國(guó)在航空航天領(lǐng)域復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建和發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為：我國(guó)航空航天部門(mén)要加快對(duì)上述經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)與吸收，積極發(fā)揮“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”，不走歷史老路，盡快成立類(lèi)似于“NCAMP”的機(jī)構(gòu)；美國(guó)的大量復(fù)合材料數(shù)據(jù)是基于本國(guó)或日本、歐洲廠家的數(shù)據(jù)，我們要積極鼓勵(lì)我們本土的纖維企業(yè)、復(fù)合材料企業(yè)及復(fù)合材料用戶提供各類(lèi)數(shù)據(jù)，加大對(duì)這些數(shù)據(jù)在復(fù)合材料用戶中的推廣宣傳，用翔實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)打消應(yīng)用單位采用國(guó)產(chǎn)復(fù)合材料的顧慮和擔(dān)憂，并積極鼓勵(lì)他們敢用與多用；復(fù)合材料共享數(shù)據(jù)庫(kù)不應(yīng)該僅僅限于航空航天領(lǐng)域，應(yīng)該擴(kuò)展到其他所有應(yīng)用領(lǐng)域；復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫(kù)不應(yīng)該僅限于國(guó)內(nèi)，也要做國(guó)際推廣，讓國(guó)外的用戶了解中國(guó)復(fù)合材料的發(fā)展進(jìn)展和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，讓中國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)成為世界數(shù)據(jù)庫(kù)的組成部分。這個(gè)工作同時(shí)可以起到幫助推銷(xiāo)我國(guó)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)，且是一種極為有效和權(quán)威的推銷(xiāo)思路和手段；本共享數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，也是維系行業(yè)團(tuán)結(jié)與共同進(jìn)步的紐帶，充分發(fā)揮“我為人人，人人為我”的團(tuán)體優(yōu)勢(shì)，摒棄低水平血拼式惡性競(jìng)爭(zhēng)方式，用技術(shù)與品質(zhì)為中國(guó)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)在國(guó)際上贏得一席之地。

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8 加強(qiáng)行業(yè)宏觀管理，強(qiáng)力推進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的脫困與發(fā)展 copyright 123456

8.1  回顧歷史和以鄰為鑒 123,123

      先有必要回顧一下中國(guó)碳纖維的發(fā)展史。1960年代，我們幾乎是與日本和美國(guó)同時(shí)起步研發(fā)碳纖維。1970年代，日本與美國(guó)在碳纖維領(lǐng)域有一個(gè)迅猛的發(fā)展；而我國(guó)張愛(ài)萍將軍組織的“7511會(huì)戰(zhàn)”也取得了很大成績(jī)。1980年代，東麗就宣布開(kāi)發(fā)出其頂級(jí)產(chǎn)品T1000；而臺(tái)塑、Zoltek等公司剛起步；我國(guó)已經(jīng)投資為吉林化學(xué)工業(yè)公司（現(xiàn)中石油吉化公司）引進(jìn)了英國(guó)產(chǎn)能100 t/a的工程線，隨后北京化工學(xué)院（現(xiàn)北京化工大學(xué)）利用聯(lián)合國(guó)的資助引進(jìn)了英國(guó)產(chǎn)能10 t/a的實(shí)驗(yàn)裝置。1990年代，世界碳纖維格局發(fā)生巨大變化，Cytec收購(gòu)Amoco碳纖維部門(mén)進(jìn)入碳纖維領(lǐng)域，Hexcel收購(gòu)Hecules碳纖維進(jìn)入碳纖維領(lǐng)域，SGL收購(gòu)RK Carbon進(jìn)入碳纖維領(lǐng)域，Zoltek收購(gòu)匈牙利腈綸廠，為低成本碳纖維打下原絲基礎(chǔ)；而我國(guó)的碳纖維事業(yè)卻基本處于停滯狀態(tài)。2001年，兩院院士師昌緒先生給江澤民主席寫(xiě)了“關(guān)于加速開(kāi)發(fā)高性能碳纖維的請(qǐng)示報(bào)告”，重新點(diǎn)燃了中國(guó)碳纖維的發(fā)展之炬，尤其自2007年起（十一五期間），中國(guó)進(jìn)入了如火如荼般的碳纖維投資期，短短幾年間即誕生了大量的碳纖維廠家，但絕大部分均處于低水平的重復(fù)建設(shè)項(xiàng)目。全國(guó)各地先后至少4～5 個(gè)城市和6～7 家企業(yè)在上項(xiàng)目時(shí)宣稱(chēng)產(chǎn)能上1萬(wàn) t/a，更有甚者，有家企業(yè)以碳纖維技術(shù)方名義，竟前后分別與4～5 家央、國(guó)企或民企合作，不惜巨資和重復(fù)投資，在各地建“萬(wàn)噸級(jí)碳纖維項(xiàng)目”，甚至在當(dāng)下碳纖維產(chǎn)業(yè)已整體陷入困境的情況下，還與某市緊鑼密鼓合作，聲稱(chēng)要在該市投30億 元巨資上1萬(wàn) t/a產(chǎn)能的小絲束碳纖維項(xiàng)目，雖然其技術(shù)水平低下，更沒(méi)有PAN原絲技術(shù)，但卻妄稱(chēng)自己是中國(guó)的“碳纖維之父”，屢次三番得到某些政府和投資企業(yè)的青睞，竟然也不斷得到某些知名專(zhuān)家、權(quán)威的支持和吹捧，真乃咄咄怪事！也足見(jiàn)這種“燒錢(qián)”的投資行為已瘋狂到無(wú)以復(fù)加的地步！

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       通過(guò)這段歷史的簡(jiǎn)單回顧，可以斷定我國(guó)碳纖維及其高性能復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)管理嚴(yán)重缺失。早期，我們依靠中央組織會(huì)戰(zhàn)；后期，我們依靠著名科學(xué)家去呼吁，去推動(dòng)；再后來(lái)，就各自為陣，大干快上，相互復(fù)制。今天，30多 家企業(yè)（除了極個(gè)別軍工定點(diǎn)的企業(yè)）集體陷入了空前的困境：一方面，千軍萬(wàn)馬蜂涌而上“獨(dú)木橋”，但技術(shù)不過(guò)關(guān)，又無(wú)創(chuàng)新能力，產(chǎn)品品質(zhì)不如人且成本過(guò)高，以前期盼的碳纖維及其復(fù)合材料的廣闊應(yīng)用愿景，好多在中國(guó)并不存在和不現(xiàn)實(shí)，價(jià)格被國(guó)際市場(chǎng)打壓在嚴(yán)重虧損的區(qū)間，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)碳纖維甚至虧本還難賣(mài)，希望正在化為泡影。而另一方面，“獨(dú)木橋”下仍不斷有新的項(xiàng)目、巨資和熱情在躍躍欲試。整個(gè)產(chǎn)業(yè)的宏觀管理堪稱(chēng)亂象叢生！有人對(duì)此卻不以為然，認(rèn)為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)就應(yīng)該經(jīng)歷這種群雄混戰(zhàn)和優(yōu)勝劣汰的過(guò)程。但是試問(wèn)：我國(guó)對(duì)碳纖維的投資難道是真正的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)行為嗎？答案和事實(shí)是絕大部分項(xiàng)目背后都有國(guó)家和地方政府、銀行和央企支撐的身影，這顯然又是典型中國(guó)特色的“市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)”產(chǎn)物！

 而與我國(guó)碳纖維發(fā)展模式大相徑庭和不可思議的是，2007年時(shí)，一家土耳其的AKSA腈綸公司初涉碳纖維領(lǐng)域，僅短短幾年工夫就成了一匹驚愕于世的“黑馬”，其Aksaca碳纖維性能品級(jí)從A-42（相當(dāng)于東麗T300）一下子突破A-49（相當(dāng)于東麗T700），總產(chǎn)能躍升至3 500 t/a，從2010年搶灘中國(guó)市場(chǎng)至今僅兩年半時(shí)間，就在中國(guó)市場(chǎng)創(chuàng)造了銷(xiāo)售1 500 t碳纖維的奇跡，年銷(xiāo)售量比中國(guó)全部碳纖維企業(yè)年實(shí)際銷(xiāo)售總量（指合格品產(chǎn)品）還多！僅此為鑒，難道還不足以令我們以碳纖維舉國(guó)戰(zhàn)略的泱泱大國(guó)震驚和汗顏嗎？接下來(lái)，韓國(guó)的Taekwang和Hyosung，還有沙特、印度等國(guó)近年來(lái)相繼介入的碳纖維企業(yè)，也一定會(huì)快速在國(guó)際碳纖維領(lǐng)域崛起，屆時(shí)我們又將情何以堪？ 內(nèi)容來(lái)自123456

8.2  創(chuàng)建“碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合會(huì)”或?qū)⑹菙[脫困境之上策 123456

      對(duì)于30多 家已進(jìn)入碳纖維領(lǐng)域并集體陷入困境的企業(yè)，誰(shuí)應(yīng)該來(lái)引導(dǎo)和支持他們集體脫困？按目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)，幾年后，緊隨其后的碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)或?qū)⒊蔀橐粋€(gè)更大的“爛尾樓”？我國(guó)還要不要這個(gè)“新興的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)”？誰(shuí)該來(lái)拯救這個(gè)“剛出生就面臨夭折的孩子”？ 本文來(lái)自123

      在此我們向業(yè)界呼吁：直面現(xiàn)實(shí)，須以鳳凰涅磐和浴火重生的勇氣，銳意改革，敢于創(chuàng)新，開(kāi)辟出一條具有中國(guó)特色的碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)通衢。建議在中國(guó)創(chuàng)建一個(gè)由“官、產(chǎn)、學(xué)、研、用”等組成的碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合會(huì)組織。該聯(lián)合會(huì)至少應(yīng)由5 個(gè)方面群體組成：

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第一大群體，自然是已投入巨資的碳纖維企業(yè)，他們是困境陷入者，對(duì)擺脫困境最有迫切需求；

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第二大群體，為碳纖維復(fù)合材料的終端用戶或潛在用戶，如航空航天、體育器材、風(fēng)電葉片、高鐵汽車(chē)、國(guó)家電網(wǎng)、深海油田、建筑補(bǔ)強(qiáng)等應(yīng)用部門(mén)。這類(lèi)群體原本是最重要的，是碳纖維的終端需求市場(chǎng)，將圍繞碳纖維形成跨行業(yè)、跨界和龐大的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，有待于下大力氣培育壯大；

第三大群體，為介于碳纖維到復(fù)合材料制品的中間材料制造企業(yè)，如預(yù)浸料、織物、短切纖維等原材料以及型材等復(fù)合材料加工企業(yè)，這個(gè)群體是碳纖維到最終應(yīng)用必須過(guò)渡的技術(shù)和物質(zhì)橋梁；

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第四大群體，為研究碳纖維及其復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和工程技術(shù)專(zhuān)家，以及服務(wù)于這個(gè)行業(yè)的技術(shù)及裝備企業(yè)，還有服務(wù)于這個(gè)行業(yè)的樹(shù)脂企業(yè)和其他復(fù)材耗材企業(yè)。這個(gè)群體是服務(wù)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，并提供技術(shù)、材料和裝備支持的。

第五大群體，為具有對(duì)各行業(yè)發(fā)展規(guī)劃和協(xié)調(diào)的公權(quán)力及影響力的政府領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)、兩院院士和著名專(zhuān)家。這個(gè)群體需要去深入和客觀地了解行業(yè)的真相，運(yùn)用其卓越的洞察力、智慧和公權(quán)力及影響力，去為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈健康有序發(fā)展制定政策環(huán)境。

    上述聯(lián)合會(huì)組織不等同于一般的民間協(xié)會(huì)，從聯(lián)合會(huì)的組織結(jié)構(gòu)、功能職能、制度機(jī)制、運(yùn)轉(zhuǎn)方式等都是一種前所未有的創(chuàng)新之舉，無(wú)論外延與內(nèi)涵都明顯與數(shù)年前曾創(chuàng)立的“碳纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”或近期各地相繼成立的區(qū)域或行業(yè)性類(lèi)聯(lián)盟組織有很大區(qū)別。要把能調(diào)動(dòng)上述5個(gè)群體積極性的政策，如政府支持的建議權(quán)，甚至經(jīng)費(fèi)分配的建議權(quán)歸到這個(gè)組織中。使之對(duì)整個(gè)聯(lián)合會(huì)形成強(qiáng)有力的支配力量。以各家參與企業(yè)在市場(chǎng)上產(chǎn)生的績(jī)效或潛在績(jī)效劃分話語(yǔ)權(quán)，采取集體協(xié)商與決策制度。 copyright 123456

       以目前中國(guó)碳纖維及其復(fù)合材料的現(xiàn)狀和管理體制，靠任何單個(gè)企業(yè)或產(chǎn)業(yè)鏈段是無(wú)法改變局面和擺脫困境的。在關(guān)乎國(guó)家興衰的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)面前，風(fēng)云變幻的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)很可能出現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)聯(lián)手將“新生兒”扼殺于搖籃之舉，而且“殺手們”往往都采用國(guó)際慣例的商業(yè)規(guī)則，防不勝防。我國(guó)“舉國(guó)機(jī)制”是一大中國(guó)特色，往往會(huì)創(chuàng)造出令世人瞠目的奇跡。“水能覆舟更能載舟”，如“中國(guó)特色”不慎導(dǎo)致碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈走入困境，不妨仍用“中國(guó)特色”來(lái)突破重圍。但愿創(chuàng)建“碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合會(huì)”之舉措，或?qū)⑹墙鉀Q當(dāng)前和相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)中國(guó)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)危為安和健康、有序發(fā)展的有益思路。 copyright 123456

本文在多年的觀察、調(diào)研、醞釀和寫(xiě)作過(guò)程中，承蒙我國(guó)新材料領(lǐng)域部分著名專(zhuān)家學(xué)者、科技領(lǐng)導(dǎo)及企業(yè)家的贊許和具體指導(dǎo)，在此謹(jǐn)向他們深表敬意和謝忱！

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