新型复合材料可让船舶飞行器轻量化

近日，总部设在辽宁省抚顺市的拜斯特复合材料有限公司宣布，它已经开发出一种高性能高分子复合材料，能够在满足各种力学性能要求的条件下，实现车辆，船舶，以及飞行器的轻量化。公司董事长表示，“我们研发的新型高分子复合材料具有在几乎所有苛刻条件下的适应能力，这种材料可用于多个类型的武器系统中，如用于战斗机和军舰的轻量化。它将更大程度地提升作战单位的载弹量，作战半径和任务能力。”

辽宁大学在2014年对拜斯特研发的复合材料性能效果进行了评估。辽宁大学表示，强度最高时可以超越金属材料，同时轻度远远低于，并且拥有超低的K值。

位于沈阳的辽宁大学是两家对拜斯特生产的碳纤维复合材料性能进行评估的两家机构之一，另外一家是大连化物所。

该大学化学系教授高阳称，“碳纤维是一种物理性能优异的材料，能够耐受高温而不失强度，对一般的酸、碱有良好的耐腐蚀作用，广泛应用于航空、航天和国防军工等多领域，被誉为工业界的“黑色黄金”。由于其特殊性，该生产技术在冷战时期属于技术密集型和政治敏感的战略资源，以美国为首的巴黎统筹委员会对当时的社会主义阵营实行禁运。”

专家表示，新型高分子复合材料可用于开发战机，船舶，以及车辆，其指的有可能是航母等战舰以及新型舰载机的开发。

拜斯特复合材料有限公司成立于1992年，长期致力于开发商用和军用的先进高分子复合材料。在上世纪90年代后期，该公司为一些船舶制造企业解决轻量化问题。拜斯特工厂占地150亩，专门从事碳纤维复合产品建造。它曾为军方建造冲锋舟及快艇,快速搭建的房屋和桥梁，为战舰建造轻量化的隔板,以及负责沈阳飞机制造厂机库的建设。

拜斯特工厂现有约200名员工。 随着我国航母建造项目的启动，以及美国总统奥巴马宣布由美国能源部牵头启动先进复合材料制造创新机构的竞争，拜斯特作为中国先进复合材料工业的领军企业开始主要关注先进纤维增强聚合物复合材料。

先进复合材料在特定的工业，如飞行器、军用车辆、卫星和豪华汽车中使用，这些材料昂贵，制造需要大量能耗，并且难以回收。拜斯特的先进复合材料制造创新机构旨在克服这些障碍，开发低成本、高速和低能耗的制造与回收工艺，扩展其使用。该机构的目标是在10年内，将先进复合材料的成本降低50%，将制造能耗减少75%，将复合材料的回收率提高到95%以上。

先进复合材料将帮助制造商供应性能更优良、成本更低的清洁能源产品，比如超级省油的轻质车辆，更轻更长的风机叶片，天然气燃料汽车的高压油箱，以及更轻、更节能的工业设备。

由于碳纤维复合材料是国民经济和国防建设中不可或缺的战略性新材料，我国碳纤维行业经过长期自主研发，打破了国外技术装备封锁，碳纤维产业化取得初步成果。十多年来，高品质碳纤维材料在航空航天、军工等领域的特殊应用一直得到我国政府的高度关注，碳纤维的产业化被列入国家“863”、“973”计划，发改委、科技部、工信部等部门也都加大了对碳纤维产业化的支持力度。国家“十二五”新材料产业发展规划还将碳纤维作为重点发展项目。在国家政策扶持下，我国碳纤维行业在关键技术、装备、产业化生产及下游应用等方面均取得重大进展，T300、T700千吨级工业化装置陆续建成并投产，初步建立了从原丝、碳纤维到复合材料及制品全产业链，实现了从无到有的转变。

随着近年来的不断投入和努力，我国的碳纤维产业发展进入到井喷期，目前，我国已经建成或即将投入使用的T300级碳纤维材料商业化生产线已有十余条，目前一些企业还将计划扩容。由于生产设备和技术基本立足于国内，我国的T300级碳纤维材料基本可以满足军民用需求，目前，3K、6K、12K和24K丝束军民用产品发展的都很快。当前，我国的T300级碳纤维材料的总产能大致约为1.9至2.2万吨，总产能已经达到世界第一。

2007年以来，国产军用碳纤维材料已经被广泛应用与我军新型装备领域，例如中航沈飞公司研制生产的歼11B和歼11BS战斗机已经广泛采用国产军用碳纤维材料制成的垂直尾翼部件。我军直10和直19武装直升机则大量使用由国产军用碳纤维材料制作的机身框架结构、直升机旋翼、机翼蒙皮和直升机尾翼部件。我军新一代洲际弹道导弹——东风-41和巨浪2都采用了国产碳纤维材料生产的导弹壳体。总体上来说，目前，我国军用碳纤维材料短缺和“卡脖子”问题已经得到根本性缓解，目前主要的工作方向是推进产品质量的稳定和完善加工工艺。

2011年以来，我国T700级军用碳纤维材料生产技术已经成熟，中复神鹰公司的T700生产线是目前世界上，第三家采用碳纤维干喷湿纺工艺体系的商业化生产线，具有重要的战略意义。目前，我国在建、建成和规划中的T700级碳纤维材料产能将达到2万吨左右。2012年，我国就投资2.5亿元建设了首条T800级碳纤维生产线，并实现了稳定批量生产，打破了发达国家对高性能碳纤维研制与生产的关键设备与技术瓶颈的封锁和垄断，填补了国内高性能碳纤维制造的空白。截至目前，我国的首条T800级碳纤维生产线的产品性能已经达到甚至超过了日本东丽公司的水平。

目前，我国已全面启动千吨级T800碳纤维生产线的建设工作，计划2015年全面投产。预计到2020年，我国的年碳纤维总产量将达到5.5至7万吨，将建成千吨级T1000碳纤维生产线和百吨级MJ系列碳纤维生产线，并可以开展T1200和M70J等更高性能纤维以及专用复合材料的研制及产业化工作。到2020年，中国的碳纤维材料技术将与日、美、德三个主要碳纤维技术强国相当。