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玻璃鋼

，是玻璃還是鋼

？

發(fā)布時(shí)間：2024-09-13

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有一種新型尖端材料

只有人頭發(fā)絲粗細(xì)的十分之一

筷子粗細(xì)的一小束

卻能拉動(dòng)兩架C919大飛機(jī)

這就是被稱為“黑黃金”的

碳纖維

從造不出一塊玻璃鋼

到碳纖維產(chǎn)能世界第一

我國(guó)企業(yè)在復(fù)合材料領(lǐng)域

不斷實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破

以“國(guó)之大材”

助力中國(guó)“智”造一路向前

碳纖維

雖然被叫做“黑黃金

但事實(shí)上

，有些高性能碳纖維

比黃金稀缺

先來(lái)看看它有多優(yōu)秀吧

碳纖維

用于制造列車

可以助力提升車輛速度

碳纖維

用于航空航天

可以助力載人飛船

更輕更強(qiáng)

，承載能力更大

碳纖維

用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片

可以增強(qiáng)葉片剛性

，提高發(fā)電效率

碳纖維

用于建筑工程

可以提高房屋抗震性能和承載能力

要知道

碳纖維這么好

生產(chǎn)卻相當(dāng)復(fù)雜

長(zhǎng)期以來(lái)

碳纖維技術(shù)一直是美國(guó)和日本獨(dú)霸

就連前蘇聯(lián)也沒(méi)能攻克這個(gè)難關(guān)

而在60多年前

別說(shuō)碳纖維了

我國(guó)在復(fù)合材料領(lǐng)域

就連一塊玻璃鋼也造不出來(lái)

玻璃鋼：不是玻璃不是鋼

玻璃鋼和碳纖維有啥關(guān)系呢

？

不妨先來(lái)拆解一下玻璃鋼的制作過(guò)程：

將玻璃熔化后拉成很細(xì)的纖維絲

再與樹(shù)脂結(jié)合

就形成了玻璃鋼

這樣做的目的只有一個(gè)

得到一種強(qiáng)度更高的復(fù)合材料

玻璃纖維和碳纖維一樣

在復(fù)合材料中都起到纖維增強(qiáng)的作用

因此

，玻璃鋼既不是玻璃，也不是鋼

本質(zhì)上它是一種塑料

那為什么叫玻璃鋼

？

時(shí)間來(lái)到上世紀(jì)50年代

時(shí)任重工業(yè)部副部長(zhǎng)的賴際發(fā)同志

率團(tuán)訪問(wèn)蘇聯(lián)時(shí)

看到坦克外殼

經(jīng)受原子彈爆炸后的高溫?zé)g

仍然完好無(wú)損

這種制作坦克外殼的特殊材料就是玻璃鋼

回國(guó)時(shí)

他特意帶回了一塊材料樣品

他想

咱們中國(guó)也一定要做出這種材料

！

1958年

玻璃鋼的研制工作啟動(dòng)了

從原建筑工程部玻璃陶瓷研究院

（中國(guó)建材子企業(yè)中國(guó)建材總院前身）

抽調(diào)了7名同志組成科研小組

開(kāi)始從蘇聯(lián)帶回的樣品摸索著搞

值得慶幸的是

無(wú)堿玻璃纖維首先被成功研制出來(lái)了

怎么將這些玻璃纖維壓制成板呢？

當(dāng)時(shí)不掌握熱壓工藝技術(shù)

在一遍一遍的反復(fù)試錯(cuò)中

烘干材料用的烘箱就爆炸了兩個(gè)

終于在4個(gè)月后

科研小組成功壓制出了

我國(guó)第一塊玻璃鋼板

它長(zhǎng)1.2米

、寬0.5米，厚5毫米

放到現(xiàn)在根本算不上什么

可在當(dāng)時(shí)卻實(shí)現(xiàn)了“零”的突破

第一塊玻璃鋼研制成功

賴際發(fā)興奮地說(shuō)：

“國(guó)外把這種產(chǎn)品叫‘增強(qiáng)塑料’，

我看它強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材

，

又含有玻璃組分

，

也具有玻璃那樣的色澤，

就叫‘玻璃鋼’吧

。”

從此

“玻璃鋼”一詞沿用至今

中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)也就此起步

玻璃鋼在中國(guó)的首次應(yīng)用

是在國(guó)防軍工事業(yè)中

特別是在“兩彈一星”等重大工程中

發(fā)揮了重要作用

而到了上世紀(jì)80年代

浴缸

、整體浴室、火車窗框等產(chǎn)品

相繼問(wèn)世

玻璃鋼逐漸走進(jìn)尋常百姓家

成為了我們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛使用的材料

玻璃鋼只是復(fù)合材料的一種

我們應(yīng)該已經(jīng)能猜到

“復(fù)合材料”有多強(qiáng)大了：

理想的耐熱性

優(yōu)異的耐腐蝕性

更重要的是

它只有普通鋼材重量的1/6到1/4

步履不停的工業(yè)化技術(shù)

推動(dòng)著復(fù)合材料不斷迭代

又一種性能更高的新材料出現(xiàn)了

就是開(kāi)頭提到的碳纖維

碳纖維：強(qiáng)韌與輕盈的新材料之王

要想制造出這樣的“黑黃金”

我們又經(jīng)歷了怎樣的升級(jí)打怪之路呢

？

事實(shí)上

我國(guó)碳纖維材料研究起步很早

1960年就開(kāi)始了

但進(jìn)展緩慢

上世紀(jì)90年代

體育用品需要更加高強(qiáng)輕質(zhì)的材料

釣魚(yú)竿從玻璃鋼逐漸進(jìn)入碳纖維復(fù)合材料時(shí)代

國(guó)產(chǎn)釣魚(yú)竿使用的碳纖維材料需要從日本采購(gòu)

卻經(jīng)常供應(yīng)受限

還時(shí)不時(shí)通知性漲價(jià)

于是碳纖維的研發(fā)

從釣魚(yú)竿這個(gè)民用領(lǐng)域開(kāi)始突破了

隨著更多技術(shù)的掌握和應(yīng)用

2008年

我國(guó)自主研制的T300級(jí)碳纖維成功量產(chǎn)

終于打破了美日壟斷

！

四年后

國(guó)產(chǎn)T700級(jí)碳纖維技術(shù)

就達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平

2020年

日本對(duì)我國(guó)實(shí)行了

高端碳纖維材料禁售的政策

不賣了！

日本人沒(méi)想到的是

我們?cè)缇筒挥觅I了

！

我國(guó)成為了繼日美之后

第三個(gè)掌握超高性能碳纖維工業(yè)技術(shù)的國(guó)家

時(shí)至今日

在中國(guó)建材車間

自動(dòng)化生產(chǎn)線正開(kāi)足馬力生產(chǎn)

一束束原絲向遠(yuǎn)處有序延伸

經(jīng)過(guò)預(yù)氧化

、低溫碳化、

高溫碳化

、烘干等工序

被纏繞成一軸軸高性能黑色碳纖維

干噴濕紡技術(shù)是生產(chǎn)高性能碳纖維的

先進(jìn)工藝路線

中國(guó)建材以自主化

、規(guī)模化為目標(biāo)

持續(xù)進(jìn)行自主工藝研發(fā)和關(guān)鍵配套裝備研制

已逐一攻克了干噴濕紡碳纖維核心技術(shù)難題

并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

目前

中國(guó)碳纖維已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自給自足

運(yùn)行產(chǎn)能幾乎占全球產(chǎn)能一半

雄踞世界第一

當(dāng)中國(guó)的高性能碳纖維“開(kāi)花結(jié)果”之時(shí)

國(guó)際市場(chǎng)碳纖維價(jià)格應(yīng)聲回落

從第一塊玻璃鋼

到復(fù)合材料領(lǐng)域多項(xiàng)世界第一

從研究院所走向普羅大眾

曾經(jīng)“高不可攀”的新型尖端材料

推動(dòng)著中國(guó)“智”造不斷向前

更在熱浪滾滾的產(chǎn)業(yè)升級(jí)中

造福著你我生活

（來(lái)源：國(guó)資小新）

－－－－－－

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