让国产碳纤维更具竞争力******
让国产碳纤维更具竞争力(新知)
【现象】每束碳纤维都有4.8万根纤维,每根纤维直径只有头发丝直径的1/7到1/8,且纤维含碳量达到95%,强度是钢的7—9倍……前不久,我国首个万吨级48K大丝束碳纤维工程生产线在上海石化碳纤维产业基地投料开车,生产出性能媲美国外同级别的合格产品。这意味着,我国在大丝束碳纤维生产和装备国产化方面,实现了重要突破。
【点评】
一束束白色原丝经过高温碳化,便可缠绕成一轴轴高性能黑色碳纤维。别看每根单丝身量纤纤,却强度高、抗摩擦、耐腐蚀,被称为“材料黑金”,可广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域。它能让矗立于戈壁的风电叶片更轻巧,让疾驰于街巷的新能源汽车变得轻量化,让远在九霄云外的运载火箭更节省燃料,也能让鱼竿、球拍的耐久度大幅提升……实际上,碳纤维已深入千行百业,走进了千家万户。
按丝束规格的不同,有小丝束碳纤维和大丝束碳纤维之分。在业内,通常将每束碳纤维根数大于4.8万根的称为大丝束碳纤维。小丝束性能优异,但成本较高,大丝束在保持碳纤维优良性能的前提下,能大幅降低成本,从而为市场应用打开更大空间。
近年来,随着我国高新技术产业的壮大,碳纤维的市场应用也在不断拓展。数据显示,近10年来我国碳纤维需求加速增长。2021年需求量达到6.2万吨,同比增长27.7%。除了航空航天对碳纤维的需求保持增长,以风电叶片为主的新能源市场正成为拉动碳纤维产业发展的重要引擎,推动碳纤维产业跨入以工业应用为主的新阶段。同时,我国商用航空、无人机等领域装备持续升级迭代,在可预见的未来,碳纤维需求仍将保持快速增长态势。
在不断扩大的市场需求牵引下,我国碳纤维行业加快向更成体系、更高性能、更低成本的方向迈进。山西钢科已形成覆盖国内高性能碳纤维领域主要品种的生产能力,中复神鹰推出年产3万吨高性能碳纤维建设项目……一段时间以来,在政策加力和企业努力下,我国不断取得碳纤维制备和应用关键技术的新突破,相关产能持续跃升,自给率不断提高。国产碳纤维的市场份额从2019年的31.7%攀升至2021年的46.9%。也应看到,国产碳纤维的性能与质量稳定性尚有不小提升空间,短期内碳纤维核心装备仍需依赖进口。在关键核心技术上打造创新矩阵,加快形成具有国际竞争优势的运行产能,是我国碳纤维产业面临的现实挑战,也是实现高质量发展的长远目标。
党的二十大报告提出:“推动战略性新兴产业融合集群发展,构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。”这为我国碳纤维产业带来了新的发展机遇。我国门类齐全、独立完整的工业体系和超大规模市场优势,为碳纤维市场应用创造了丰富场景;规模庞大的研发队伍和持续涌现的创新型市场主体,为碳纤维技术创新提供了有力支撑。保持自主创新的战略定力,持续锻长板、补短板,定能更好激发新材料产业发展动能,为经济社会高质量发展注入汩汩活力。(人民日报 韩鑫)
“创新X”系列首发星发布第二批成果******
【科技前沿】
从中国科学院获悉,“创新X”系列首发星——空间新技术试验卫星(SATech-01)发布了第二批科学与技术成果,包括46.5纳米极紫外太阳成像仪(SUTRI)开机并获得我国首幅太阳过渡区图像;HEBS探测到了迄今最亮的伽马射线暴;国产CPT原子磁场精密测量系统伸杆成功并首次获得全球磁场勘测图;多功能一体化相机、异构多核智能处理单元、可展收式辐射器和空间元器件辐射效应试验平台也都完成了在轨试验并获得满意的验证成果。
成果一:
46.5纳米极紫外成像仪获得我国首幅太阳过渡区图像
46.5纳米极紫外太阳成像仪(SUTRI)是国际首台基于多层膜窄带滤光技术的46.5纳米太阳成像仪,用于探测50万度左右的太阳过渡区(太阳色球与日冕之间的层次),由国家天文台联合北京大学、同济大学、西安光学精密机械研究所和微小卫星创新研究院共同研制。
自8月30日载荷开机以来获取了超过1.6TB的探测数据,成功实现了我国首次太阳过渡区探测。SUTRI拍摄的图像清晰地显示了过渡区网络组织、活动区冕环系统、日珥和暗条、冕洞等结构,这些结构的观测特征表明,SUTRI拍摄的确实是从太阳低层大气往日冕过渡的结构,符合预期。同时,SUTRI已探测到多个耀斑、喷流、日珥爆发和日冕物质抛射事件,表明其数据适合研究各种类型的太阳活动现象。此外,SUTRI还发现活动区普遍存在50万度左右的、朝向太阳表面的物质流动,这些流动在太阳大气的物质循环过程中占有重要地位。
目前SUTRI一切功能正常,在轨测试和标定结束后,SUTRI观测的科学数据将向国内外太阳物理和空间天气同行全部开放。
成果二:
高能爆发探索者(HEBS)捕获到迄今为止最亮伽马暴
由中科院高能物理研究所研制的高能爆发探索者(HEBS)于北京时间10月9日21时17分,与我国慧眼卫星和高海拔宇宙线观测站同时探测到迄今最亮的伽马射线暴(编号为GRB 221009A)。
根据HEBS的精确测量结果,该伽马射线暴比以往人类观测到的最亮伽马射线暴还亮10倍以上,打破了伽马射线暴的最高各向同性能量以及最大各向同性峰值光度等多项纪录。由于该伽马射线暴的亮度极高,国际上绝大部分探测设备均发生了严重的数据饱和丢失、脉冲堆积等仪器效应,难以获得精确测量结果。HEBS凭借创新的探测器设计以及新颖的高纬度观测模式设置,探测器经受住了高计数率的考验,获得了高时间分辨率的光变曲线,以及10千电子伏至5兆电子伏的宽能段能谱。HEBS极为宝贵的精确测量结果对于揭示伽马射线暴的起源和辐射机制具有重要意义。
成果三:
国产量子磁力仪首次空间应用并获得全球磁场图
由中科院国家空间科学中心和中科院沈阳自动化研究所联合研制的国产量子磁力仪(CPT)及伸展臂,可实现全球地磁矢量和标量高精度测量。11月7日,多级套筒式无磁伸展臂顺利展开,将各传感器探头伸出约4.35米距离,处于伸展臂顶端的CPT原子/量子磁力仪探头、AMR磁阻磁力仪探头、NST星敏感器获取了有效探测数据,首次在轨验证了磁场矢量和姿态一体化同步探测技术,磁测量噪声峰峰值<0.1nT,实现了国产量子磁力仪的首次空间验证与应用。
除此之外,创新X系列首发卫星的其他空间载荷、平台新技术也取得丰富成果。例如,由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间新技术部研制的多功能一体化相机,成功取得首张170千米×42千米大幅宽地面遥感图像,探索了单台相机即可同时实现多谱段多模态遥感成像的新模式,为我国未来高集成度一体化空间光学遥感载荷发展提供了技术储备。
SATech-01由中科院微小卫星创新院抓总研制,已在轨运行4个多月。目前,星上的四个科学载荷已进入常规化观测,搭载的几种新型推进系统等载荷也将陆续开展在轨试验。(记者齐芳)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)