在材料科學(xué)家的眼里，人類(lèi)軍事技術(shù)或者民用科技的進(jìn)步，有一個(gè)最明顯的標(biāo)尺，這就是材料，一個(gè)社會(huì)文明程度如何，也可以從材料技術(shù)表現(xiàn)出來(lái)，從遠(yuǎn)古時(shí)候人類(lèi)使用木頭石頭開(kāi)始，不斷學(xué)會(huì)提煉新型金屬，最近百年，材料技術(shù)走上了快車(chē)道，不僅在金屬材料上有巨大突破，新型鈦合金，新型鋁合金，新型鋼合金成為支撐航空航天艦船兵器以及民用工業(yè)的核心。

最近些年非金屬材料，復(fù)合材料異軍突起，尤其是碳纖維復(fù)合材料，成為航空航天最佳材料，材料以比重低，模量高，熱穩(wěn)定好，尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)著稱(chēng)，評(píng)價(jià)一架飛機(jī)，火箭，衛(wèi)星，飛船的結(jié)構(gòu)先進(jìn)程度之一就是復(fù)合材料用量，尤其是碳纖維復(fù)材用量，碳纖維用的越多，減重效果越明顯，飛行器或者航天器越先進(jìn)，也是世界大國(guó)科研的重點(diǎn)，最近，中科院寧波材料所在國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)高模碳纖維制備技術(shù)領(lǐng)域再次實(shí)現(xiàn)重大突破，成功研制出CNI QM65（M65J級(jí)）高強(qiáng)高模碳纖維，該產(chǎn)品經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)4家專(zhuān)業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試，纖維模量均穩(wěn)定超過(guò)630GPa，其中產(chǎn)品拉伸模量最高已達(dá)639GPa。

碳纖維成為航空航天必不可少的核心材料

就有很多朋友或許很奇怪，這個(gè)M65J碳纖維，和之前廣泛報(bào)道的T-700和T-800有何不同，要知道，中國(guó)通過(guò)10多年的努力，最近些年終于突破T-1000碳纖維技術(shù)，而且在千噸級(jí)別生產(chǎn)線(xiàn)上，做到了T-700和T-800高強(qiáng)度碳纖維的穩(wěn)定生產(chǎn)，并得到廣泛應(yīng)用，這一切有何不同，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，T系列和M系列都是碳纖維的一種標(biāo)準(zhǔn)，T系列強(qiáng)調(diào)拉伸強(qiáng)度高，經(jīng)常用于航空，或者航天的火箭導(dǎo)彈殼體上，允許有一定的變形，只要不斷裂就行。

但是M系列則不太一樣，主要強(qiáng)調(diào)的高模量，熱穩(wěn)定性好，簡(jiǎn)單解釋就是受到外力之后材料變形很小，而且受到高溫和低溫環(huán)境沖擊后，材料尺寸變化盡量小，這對(duì)于衛(wèi)星和飛船具有特殊意義，在飛船或者衛(wèi)星上，需要安裝大量高精尖探測(cè)器，這些設(shè)備之間需要非常緊密的定位，而且要保持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定，而在太空中，日照面和背影面之間溫差可以達(dá)到300-400度，所以采用M系列高強(qiáng)度碳纖維是最佳選擇，別的材料要么比重太重，要么容易熱變形，要么強(qiáng)度太差，都不太適合。

M65J高強(qiáng)度碳纖維，對(duì)中國(guó)衛(wèi)星和飛船制造飛船重要

長(zhǎng)期以來(lái)M系列的高強(qiáng)度碳纖維，由于在航天器上的重要意義，中國(guó)外購(gòu)很難，經(jīng)常遭到外國(guó)禁運(yùn)，中科院寧波所2008年專(zhuān)門(mén)成立特種纖維事業(yè)部，專(zhuān)門(mén)研究M系列高性能碳纖維作為研制目標(biāo)，并連續(xù)取得突破，2015年5月成功制備得到M50J級(jí) 高強(qiáng)高模碳纖維，經(jīng)過(guò)航空、航天、核能等單位檢測(cè)，拉伸強(qiáng)度及拉伸模量分別高達(dá)5.12GPa、475GPa，該性能達(dá)到甚至超過(guò)了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品，隨后進(jìn) 行了連續(xù)穩(wěn)定化的生產(chǎn)。2015年年底，事業(yè)部開(kāi)展高強(qiáng)高模碳纖維研制工作，并于2016年1月底成功實(shí)現(xiàn)更高一級(jí)M55J級(jí)制備技術(shù)突破。目前，寧波材料所已經(jīng)具備M40J、M46J、M50J，M55J級(jí)產(chǎn)品連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)能力。

這是一個(gè)巨大的突破，背后也有很多不為人知的秘密，大家都知道，要制備M65J這種碳纖維，就得獲得類(lèi)似T-800碳纖維原絲類(lèi)似的材料，其關(guān)鍵在于如何得到極其穩(wěn)定均勻的腈綸長(zhǎng)絲，是該所自主研發(fā)，還是外購(gòu)，這一點(diǎn)不得而知，從高強(qiáng)度碳纖維制造技術(shù)來(lái)說(shuō)，單純實(shí)驗(yàn)室樣品的強(qiáng)度指標(biāo)并不難做到，也不代表一切，最關(guān)鍵的還是大批量生產(chǎn)的穩(wěn)定性，寧波所突破M65J碳纖維制備技術(shù)，僅僅是一個(gè)開(kāi)始，如何能在千噸級(jí)別生產(chǎn)線(xiàn)上穩(wěn)定生產(chǎn)，這才是真正的考驗(yàn)，這也是全世界碳纖維廠(chǎng)家最核心的機(jī)密。

中國(guó)飛船和衛(wèi)星長(zhǎng)期以來(lái)急需高強(qiáng)度碳纖維

高強(qiáng)度碳纖維過(guò)去主要集中在美國(guó)，日本和歐洲人手里，他們對(duì)出口中國(guó)管控非常嚴(yán)格，隨著中國(guó)材料人的不斷努力，不斷突破T系列和M系列碳纖維批量生產(chǎn)，國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格也隨之下降，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看中國(guó)掌握了先進(jìn)的碳纖維制造技術(shù)，就等于中國(guó)獲得了制造先進(jìn)飛機(jī)和武器的能力，這就是全世界大國(guó)都看重的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，中國(guó)也應(yīng)當(dāng)有一席之地。