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“黑色黃金”來了,中國研發!(美中報道)

我國自主研發的T1200級超高強度碳纖維正式全球首發,直徑還不到我們頭髮絲的十分之一,這是目前全球強度最高的工業化量產碳纖維,堪稱“地表超強材料”。

中國也成為全世界首個

實現該級別碳纖維百噸級量產的國家

作為航太、航空等領域的優選材料,碳纖維可謂“剛柔並濟”,它兼備纖維的“柔”,雖細如發絲,卻比鋼還硬;此外,碳纖維耐高溫、耐腐蝕能力強,因此被稱為“黑色黃金”“新材料之王”“地表超強材料”。

這次首發的T1200級超高強度碳纖維,由中國建材集團自主研發,值得關注的是,它並非實驗室裏的樣品,而是已經具備百噸級量產能力的工業化產品。這也讓我國成為全球首個實現該級別碳纖維百噸級量產的國家。

據瞭解,T1200級碳纖維的直徑還不到我們頭髮絲的十分之一,但其拉伸強度卻是普通鋼材的10倍,密度卻只有鋼材的四分之一,輕且堅韌的特點十分突出。憑藉這些優異性能,它可以廣泛應用於航空航太、低空經濟、人形機器人等戰略性新興產業領域。

T1200級碳纖維有多強?

耐腐蝕

碳纖維在生產過程中經歷了近2000℃高溫的碳化,化學性能非常穩定。將金屬片和碳纖維織片放進主要成分是鹽酸和硝酸的王水中,金屬片瞬間發生劇烈反應,而碳纖維織片泡了一會兒後都沒有任何變化。

防火和阻燃性能強

用噴槍進行火燒測試,碳纖維編織的布料中間已經被燒紅,卻沒有冒煙,更不會被點燃,安全性能非常好。

強度最高、最細、最輕的碳纖維

通過電子顯微鏡放大800倍,對比頭髮絲和T1200級碳纖維,頭髮絲表面佈滿鱗片,直徑約67微米,而T1200級碳纖維絲直徑還不到4.5微米。

一根由12萬根碳纖維絲擰合而成的碳纖維繩,繃緊以後的理論直徑還不到2毫米,就可以拉動滿載著54個成年人的大貨車。

T1200級碳纖維是怎樣“煉”成的?

T1200級超高強度碳纖維整個生產流程跨越1000多米高溫生產線,需要3000多個精密工藝即時精准控制。

碳纖維的生產線看起來像一個紡織車間,一排排白色的柱體就是碳纖維的原絲。

白色的原絲沿著退絲機進入下一道工序:預氧化。

預氧化在內部溫度200℃到300℃之間的氧化爐中進行,最考驗火候的把控。就像煎3分熟的牛排,先用溫火慢煎,裏面既不能太生,表面也不能太焦。它的作用是讓原絲更耐熱,在後面的高溫碳化過程中不會熔斷。

在十幾層的S型往返卷軸上,最先進入氧化爐的原絲從白色開始變得金黃,隨著進出氧化爐的次數越來越多,原絲由下往上,顏色變得越來越深。從金黃到深黃,再到棕色,最後變成黑色。

接下來就到了無氧碳化環節。低溫爐裏的溫度是600~1000℃,原絲裏的非碳物質在這裏被基本去除;高溫爐裏的溫度達1000~2000℃,在這裏,材料真正完成碳化,成為碳纖維。(參考消息)

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