
很難相信殲20量產要取決於纖細的碳纖維原絲
根據相關媒體報道山西煤碳化學研究所完成國產T1000碳纖維研製,並且突破了前驅體鏈結構優化設計等關鍵技術,提高了國產T1000碳纖維材料技術水平。
這則報道關鍵詞是前驅體鏈結構優化,碳纖維前驅體就是碳纖維的原絲,鏈結構優化就是增強纖維中分子鏈的塑性來獲得更高的牽伸倍數,從而提高剛性分子沿纖維軸的取向程度。可以說它致力解決國產碳纖維主要缺點-那就是原絲質量控制問題。
碳纖維由原絲(主要是聚丙烯腈)碳化而來,因此原絲好壞直接決定着碳纖維性能高低,如果原絲存在較多問題,這些問題會直接帶入到碳纖維成品之中,從而降低後者的性能,從相關資料可以知道,國產碳纖維長期受制於原絲問題,性能與美日先進水平存在非常大差距,舉一個例子,上世紀末國產原絲性能水平大約只相當於美國和日本80年代初的水平,當時國產碳纖維廠家痛感國產原絲水平的落後,例如生產同樣重量的碳纖維需要更多國產原絲,另外還容易出現毛絲、斷絲等情況,造成成本和費用增加。
進入新世紀之後,隨着殲-20、新一代洲際彈道導彈、高超聲速飛行器、運-20運輸機、民用客機等投入研製,國內軍民用領域對碳纖維需求迅速增長,尤其是高規格碳纖維,而製造高規格碳纖維高質量原絲必不可少,因此中國相關單位將碳纖維原絲放在一個重要位置來攻關,碳纖維原絲非常纖細,直徑只有幾微米,T300級碳纖維原絲直徑大約是7微米,而T800以上碳纖維只有5微米,如此纖細的原絲不但要製造出來,還要保證性能包括強力、拉力、伸長等指標,含雜質不能太多,否則這些問題會傳遞給碳纖維,正是因為原絲製造難度如此之大,又是如此重要,所以才造成現在高規格碳纖維被美日少數廠商壟斷的局面,原絲及製備工藝更是各廠商關鍵機密,也是國外對中國重點技術封鎖領域,中國相關單位在新世紀將碳纖維原絲放在一個關鍵位置進行技術攻關,在性能、成本等方面攻克了一系列技術難關,研製成功高質量國產原絲,從而為國產高規格碳纖維研製打下了堅實的基礎。
國內相關廠商大約在2018年實現了T1000級碳纖維生產,已經建立了100噸級生產線,實現了從原絲到設備等領域國產化,為國產新型武器裝備、民用客機研製打下了堅實的基礎,不過從相關報道來看,國產T1000級碳纖維在製造的過程之中可能還是遇到了原絲質量問題,對於材料製造造成了一定的影響,限制了材料進一步運用,因此需要進一步攻關,解決原絲問題,進一步提高國產T1000級碳纖維材料性能水平,降低成本和費用,為材料大規模運用創造有利條件。
國產碳纖維材料提高是國產武器裝備性能增強的物質基礎之一,以殲-20戰鬥機為例,它要求更小的空重,更大載荷,但是又要求飛機機體更加堅固,能夠進行更大負荷的機動,這樣就需要加大高規格碳纖維材料運用,以便讓機體更輕,更加堅固,現在中國空軍想要多少架殲20戰鬥機在材料上面應該已經沒有太大問題了。