杜善义院士：勿让“碳纤维强国”成为空谈

近日,中国工程院、中国航天科技集团杜善义院士在“2019·第五届碳纤维及其复合材料产业大会”上发表了致辞演讲。

“作为一名关心中国碳纤维及其复合材料发展和应用的老科技工作者,有些话想说说。”年逾八十的杜善义院士语重心长地表示,“目前,中国碳纤维已经进入了关键发展时期,如果提升认知,行业将获得良好的发展。但若还是认识不充分、不到位,未来的应用及进一步的发展或受到影响。”

碳纤维认知正在提升 “跟跑”距离不长了

“怎么认知碳纤维及其复合材料?它在国内目前的研发、应用及发展,到底是什么情况?”

碳纤维及其复合材料具有优异的力学、化学和物理等性能,是国民经济与国防建设不可缺少的战略新兴材料,被誉为“黑色黄金”。

事实上,我国自上世纪60年代起就开始了碳纤维研制工作,但因种种原因,在很长一段时间里,国内碳纤维发展停滞不前。

“过去,碳纤维及其复合材料算是一种‘贵族材料’,主要应用在航空航天、国防等领域,一般的民营企业是用不起的。”杜善义院士指出,目前碳纤维已逐渐朝平民化方向发展,从航空航天、国防向民用领域辐射,且辐射速度越来越快。

这直接体现在国内对碳纤维的认知度上。随着技术的发展、需求的推进、应用的拓宽、产业的完善,碳纤维正在得到大家的重视,行业的认知度也有了明显的提高,基本符合新材料的发展和应用规律。

杜善义院士认同这种看法。他表示,国家提出的“科技强国”战略涵盖很多内容,其中包括“材料强国”,而碳纤维及其复合材料作为材料大家族中的重要新成员,“它本身一定不能落后,一定要成为一个强力军!”

这是国内发展的共识,但实现的路途上仍存在着“规模”、“技术”和“应用”等荆棘。

杜善义院士痛心疾首地表示,“在规模方面,从2017年的数据来看,中国的碳纤维需求量约占全球27%,但产能却只能达到17%,产量更低到了7%。”另外,从整个应用领域的组成结构来看,比例十分不相称,“航空航天才约占10%,C919大飞机采用的大多都是国外的纤维复合材料。”

在技术方面,近十年来,在国家及民营企业家们的努力下,碳纤维的发展速度不断加速。在大型聚合系统、预氧化碳化系统等关键装备上,光威复材、中简科技、中复神鹰等企业都达到了自主控制的程度,基本扭转了关键装备受制于人的被动局面。

“但从整体来看,效率、性能、稳定性、成本等问题都亟待解决。”杜善义院士指出,国内各个领域都在等着碳纤维彻底摆脱“卡脖子”的影响,这必须获得人才、技术及资本的支持。

在应用发展方面,他直言国内确实十分重视,行业内也经常举办各种会议,涵盖汽车、轨道交通、建筑等等,但从真正辐射的领域看,与国外仍有差距。“与国外对比,我们还是有差距的,虽然差距不大,但要真正高度重视起来,才能让碳纤维强国不至于成为一句空谈。”

创新、应用、发展 如何抓住下一个机遇?

“在这样的情况下,我们怎么抓住机遇、进一步发展,成为碳纤维强国,为需要它的行业服务,并反过来促进需求的发展和碳纤维自身的发展?”

杜善义院士认为,新的科技革命正在到来。

那么这一次科技革命到底包含了什么?

“新材料首当其冲。从制造大国迈向制造强国,数字化、网络化、智能化被多次谈起,但核心是材料。材料是各个领域的基础,本身也是制造业之一。”杜善义院士表示。

他强调,材料是经济和社会发展的基础和先导,所以国家十分重视新材料,特别是碳纤维及以其为代表的先进复合材料。“这里面可能存在着很重要的机遇,需要高度重视。”

目前,碳纤维及其复合材料的需求正在增多,机遇或需求潜藏在各个领域的诉求里。

以航空领域为例,杜善义院士指出,从通用飞机到公务飞机,从无人机、军用飞机到民用大飞机等,复合材料的使用量越来越大。“飞机结构的复合材料化程度已经成为衡量飞机先进性的标志。”

这种需求也延伸到了轨道交通、汽车、风电、体育休闲等领域,且在国内拥有较大的发展空间。但可惜的是,碳纤维企业仍面临生产效率低等难题。

“我以前调研过,过去确实是生产效率低下,导致我们的速度比国外慢。现在已经有少数企业突破了效率上的瓶颈,降低了成本,但很多企业还达不到这样的水平。”

谈及碳纤维发展之路上的拦路石,杜善义院士再次强调了应用问题。“如何应用,怎么达到敢用、会用、用好、用多,是非常重要的问题,这不仅仅是科技工作者的事,企业家和政府也要重视,舍不得花钱是不行的。”

要发展碳纤维及其复合材料,需要一一解决认识层面、技术层面、应用层面的关键问题。

杜善义院士最后表示,“今天会议的主题是‘创新·应用·发展’,我觉得非常好。没有创新,哪来新型材料和高性能材料?企业不采用,不能应用就没法谈推动行业自身的发展,没法反哺创新。但做到了的话,我们将真正成为碳纤维及其复合材料的强国!”