碳纤维：突出技术封锁重围

中国用聚丙烯腈为原料生产碳纤维的研究始于1962年，起步可谓不晚，但长期未取得实质性进展。国家新材料产业发展战略咨询委员会副秘书长李克健在接受采访时曾表示，由于碳纤维在航空航天等国防工业中有重要用途，西方国家将其视为军用物资，对中国 禁运 ，更不转让生产技术。

去年9月，中科院宁波材料所把一辆碳纤维小开进了人才科技周的高新技术成果交易洽谈会赚足了眼球，亮点主要在其外壳上：在普通材质的汽车引擎盖上，榔头用力敲击，漆盖上很有可能会有凹陷，而这辆车的车壳却非常坚固，用力敲击车盖后会迅猛反弹，表面丝毫未损。伴随着这次亮相，彻底颠覆了纤维一词在人们脑海中的柔弱印象。

这种碳纤维复合材料做的车，比起普通用钢材制造的汽车，它的最大特点是轻和快。 中科院宁波材料所的赵晓光介绍说，这辆车抛弃了传统的钢结构，大量采用弹纤维材料制成，比普通钢材的汽车重量能减少60%。在同样用油情况下，这辆车每小时可以多开50公里。

体重减轻了，安全性如何？机械科学研究院复合材料专家陈长年介绍到，虽然碳纤维看起来像塑料，但实际上这种材料抗冲击性比钢铁强，特别是用碳纤维做成的方向盘，机械强度和抗冲性相比大大提高。在复合材料的 武装 下，这辆小车反倒成了家用车中的 装甲车 。据陈长年透露，现在这种碳纤维材料已经在高速列车的裙摆上应用。

碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将pAN基CF浸泡在强碱NaOH溶液中，时间已过去30多年，它至今仍保持纤维形态。

陈长年说，碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

■碳纤维的故事

师昌绪，80岁接过 烫手山芋

1975年，国防科工委召开了一次专题会议，部署国内碳纤维研究工作，并制定了10年发展规划。1978年，国家科委恢复，碳纤维转由科委为主管理，新材料处把碳纤维视为重中之重，花费大量精力和经费，碳纤维质量虽有所提高，却一直难以有大的突破。一连串的失利严重挫伤了各方面的信心，国家各部门在20世纪后期的10多年内都不愿或不敢大量投资，使碳纤维研发成为一块令人望而生畏的 烫手山芋 。

直到2000年初，我国著名的物理冶金学家、材料科学家师昌绪找到了李克健说： 中国的碳纤维上不去，影响国防科技和高新技术发展，关系到国家安全，不搞上去不行。我已近80岁了，80岁以后要少管点事，但想抓一抓碳纤维。

师昌绪的意见得到当时科技部高新司副司长石定寰、材料处处长马燕合、 863 计划新材料领域首席科学家石力开等人的支持，决定在 863 新材料领域立软课题 聚丙烯腈基碳纤维发展对策研究 ，成立以师昌绪为组长的软课题组。

2001年10月，科技部决定设立碳纤维专项，当年11月成立了专家小组。2002年2月26日科技部高新司召开 863 计划新材料领域 十五 安排通气会，师先生针对碳纤维专项再次提出：一是目标要明确，二是组织形式要创新，要推行联合，不能有门户之见，不能形成 瓜分体制 ，支持建设高水平的分析测试平台，支持建立公平、公正、高透明的取样评价体系。