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被日本东丽断供的碳纤维到底有多重要?国产替代成色几何?

十万个为什么 空空 2024-4-02 11:47:54 6次浏览

关于问题被日本东丽断供的碳纤维到底有多重要?国产替代成色几何?一共有 2 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【叩开科技之门】的最佳回答:

首先要告诉大家的是:东丽公司并非是对我国断供所有规格的碳纤维。

主要断供的就是 T800 级别和 M60J 高模碳纤维及其以上规格的碳纤维。

根本原因就是:

T800 与 M60J 及以上规格的碳纤维,在国防军工领域具有着重要的应用。受制于《瓦森纳协议》的要求,在高性能碳纤维材料上,日本对我国采取严格的军事禁运。

所以说,在很长一段时间之内,国内的 T800 级别碳纤维研发出来之前,航空航天工业也就无法使用此性能的碳纤维。

故,高性能碳纤维的国产自主化生产是唯一途径。

幸运的是,国内已经可以自产 T800 以及 M55J 级别的碳纤维了,也已经大规模应用于航空航天工业。

碳纤维

众所周知,碳纤维的用途极广,已经成为军民两用的高端材料。

碳纤维是由聚丙烯腈,沥青,粘胶等有机纤维,在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于 92%的碳主链结构无机纤维。

其具备轻质,高强度,高模量,导电,导热,耐腐蚀,抗疲劳,耐高温,膨胀系数小等诸多特性

在密度比铝还低的同时,但强度比钢铁还要更高。是目前量产的所有高性能纤维中,具有最高的比强度和比模量的纤维。

碳纤维的应用

在民用上,可以用于制造,客机的机翼,航空发动机的风扇叶片,鱼竿,汽车外壳,自行车架等等。

如:波音 787 大型客机的机体,GE-90 航空发动机的风扇叶片,都使用了碳纤维制造。

而在军用上,主要就是用于制造战斗机的机体,如欧洲台风战斗机,法国阵风战斗机,美国 F-22 和 F-35 战斗机,日本 F-2 战斗机都大量使用了碳纤维;弹道导弹的外壳,如法国 M-51 潜射弹道导弹,美国三叉戟 D5 潜射弹道导弹都使用了碳纤维材料来制作壳体。

目前可以生产碳纤维的厂家有日本的“东丽”,“东邦人造丝”,“三菱丽阳”;美国的“卓尔泰克”;德国的“西格里碳素”;我国的“中复神鹰”,“威海拓展”,“神舟”,“江城”等等。

东丽公司碳纤维的发展历程

别看生产碳纤维的厂家很多,但是国际市场的半壁江山都被日本的东丽,东邦,三菱丽阳给占据了。

而在生产碳纤维的厂家中,日本的东丽公司一直拥有着先进的工艺,制造出来的碳纤维的性能也是最强的,同时也向波音和空客供货。

目前来说,东丽公司可以生产的碳纤维规格一共包括“T300,T300B,T400HB,T700SC,T800SC,T800HB,T830HB,T1000GB,T1100GC”

以及“M35JB,M40JB,M46JB,M50JB,M55J,M55JB,M60JB”。

而东丽公司在碳纤维领域取得骄人的成绩,也并未是一帆风顺的,前期也曾浮浮沉沉。

在 20 世纪 60 年代获得专利技术后,东丽公司开始研究碳纤维。

并在 1971 年建立了一个小型实验工厂,大规模生产 T300 碳纤维。

1975 年,东丽的碳纤维技术被当做为美国波音 767 客机的扰流板和其他部分辅助结构材料。

1990 年,波音 777 客机的尾部和其他部分也采用来东丽公司产的碳纤维。

如今,东丽公司已经与赛峰航发集团签订了长达 10 年供货协议。也与阿维奥火箭发动机公司签署了长期供应协议,预计长达 10 年之久。

以上就是东丽公司碳纤维的发展历程,可见东丽公司与很多大型企业有着密切的合作关系。

既然高端航空航天用规格的碳纤维国外对我国禁运,那也就只有自力更生。

时至今日,国产碳纤维已经可以满足国内的需求。

我国碳纤维的发展历程

进入 21 世纪,我国相继开发了 CCF300 和 HF10A 型号碳纤维,综合性能与东丽产的 T300 性能相当。

在 2015 年,国内相关公司就生产出来了 T700 级碳纤维。不过到了 2016 年,国内碳纤维的产量仅为 3600 吨。

而在 2017 年,再次突破了低成本 T800 级碳纤维生产技术,这时总产量就一下子攀升到了 7400 吨。

在 2018 年,我国碳纤维已成功实现了从 12K 小丝束到 48K 大丝束的突破。总产量继续上升,已经高达 9000 吨,距离万吨大关就差临门一脚。

在 2019 年,再次突破了 T-1000 级超强碳纤维的核心技术突破,并且在国内首次开发出聚丙烯腈基新型中空碳纤维,产量终于突破了万吨大关,直达 12000 吨。

后续 2020 年,2021 年的产量高达 18500 吨,27855 吨。

这个还是要重点说一下的,在碳纤维领域,最核心的先进技术,就是干喷湿纺技术。

该技术主要用于生产尤超高强度高端碳纤维,在过去该技术一直被美日德等国垄断,为了突破美日在碳纤维方面的技术封锁,国内便组织科研人员进行攻关,最终一举拿下了该核心技术。

从现有的技术上来看,我国已经攻克了 T300,T700,T800,T1000 等高强度碳纤维,也攻克了 M40J 和 M55J 高模量航天用碳纤维。已经可以满足国内航空航天工业的使用了,从此之后,即便美日继续对我国封锁,那也无关紧要,这就是掌握核心技术的底气。

国内生产的碳纤维已经拥有天宫一号的承力锥台;长征七号运载火箭的整流罩;天宫二号的主承力锥台;红外成像仪的底板,遮光罩,长征十一号的整流罩;歼-20,歼-16,歼-10C 等战斗机的机身复合材料等等。

综上所述,就国内的碳纤维产量来看,国外的封锁已经失去了意义,毕竟我国已经打破了国外在高端碳纤维技术上的垄断,形成了独立自主的产业链。

【2】、来自网友【话匣子聊天】的最佳回答:

东丽真正领先的是 T700 或以上规格的中高端碳纤维,这种碳纤维可以用于军工、航天等敏感领域,而这正是中国最需要碳纤维的地方。

这种高档的 T700 或以上的碳纤维,目前国产替代不能说没有,但也确实做不到与日本东丽的产品同一个品质。比如,日本东丽的碳纤维产品一致性就是国产碳纤维没法比的一个指标。国产的碳纤维产品,因为工艺还无法控制产品品质的波动,那么每一个批次都要做一次认证,才能在关键装备上使用,但日本东丽就能做到所有批次产品性能完全一致,这样客户用起来也放心。

这种中国国产产量极低的 T700 以上的碳纤维产品,目前最新热点用途,是用于车用储氢瓶制造,但长久不衰的用途肯定是军工和航天领域呀!或许运动器材等民用用途也是一直存在。至少,国产产能可以保证以后,军工和航天这种敏感领域就不用害怕再被外国品牌(日本东丽)卡脖子了,也不用动不动就被指责,怀疑将进口碳纤维挪为它用了。

也就是说,国产的高端碳纤维产品,可以用于国内敏感的领域。但由于国产产能不足,单靠国内产能也根本无法解决大规模民用的需求,那么在民用的方面当然就可以放开国外进口了,这也算是军民都兼顾的一种做法嘛!

归根结底,就是国产的高端碳纤维在工艺上还无法做到与日本东丽同一个水准,一是无法做到大规模生产,产能无法满足需求;二是工艺还不过关,产品的性能波动太大,产品一致性方面还有很长一段路要走。只有在这两个方向上都突破了,国产高端碳纤维才能真正完成国产化替代,甚至去占领全世界其他地区的市场。

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