汉唐归来
惟有中华

中国成功研发世界最强 T1200 级超高强度碳纤维并实现百吨级量产,这对我国有何意义?|2026-03-12

作者:知谦
可喜可贺!也许,某颗材料皇冠上的明珠,也快被我们给薅下来了!

碳纤维主要由碳元素组成,外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物,分子结构界于石墨与金刚石之间,具有密度小、耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀等特性[1],沿纤维轴方向有很高的强度和模量,是种很好(贵)的材料,被誉为工业“黑黄金”。

但这玩意也分“三六九等”。

它根据拉伸强度和模量分为不同等级,如 T300、T700、T800、T1000、T1100 ,以及我们这次最新发布的 T1200。

一般而言,数字越大、性能越强。

就以 T1200 为例。

T1200 是目前全球强度最高的碳纤维材料,拉伸强度达 8056MPa,约为普通钢材的 10 倍。

经模拟测试,一束标准规格的 T1200 碳纤维可承受足以拉动两架 C919 大飞机的载荷。

然而,

在过去很长一段时间,T800 往上的高性能碳纤维,尤其是应用在航空航天领域的高端(如 T1000 级以上)产品的技术难度高,长期被小日子和老美垄断[2],并对中国采取禁运和封锁。

因此,

虽然我们一直很努力,从上世纪六七十年代就开始研发,但国产碳纤维却长期处于低性能研发和应用阶段。

下表为近年我国主要碳纤维企业产能和产品性能级别统计表

国内常见碳纤维产品及其应用

而且,在高端领域(如航空航天、军事领域)的应用占比明显不足↓。

下表显示我国高端领域碳纤维应用占比仍然较低,主要集中在体育休闲和能源领域

所以,

此次我国企业在 T1200 上的技术突破,尤其是走出实验室,在全球首次实现百吨级量产,真的具有里程碑意义。

这一成果标志着我国国产碳纤维从与国际先进水平“跟跑”迈入“并跑”阶段,踏入高性能碳纤维研发制备的先进行列,未来可期。

中复神鹰碳纤维生产车间

那么,这个未来可期到可期底在什么地方?

目前,T1200 级别的碳纤维可用于高端体育、低空飞行等领域,也可帮助航空航天领域实现突破

比如,

用 T1200 制造的卫星结构件较传统结构件可减重 40%,显著提升载荷效率。同时,还可应用于深空探测器抗辐射外壳、高精度光学仪器支架等高端装备。

采用碳纤维复合材料结构件的卫星太阳能帆

又如,

在运载火箭领域,高性能碳纤维还可用于制造壳体结构、箭体整流罩、级间段、发动机喷管喉衬、低温贮箱等部件。

美国“中子”(Neutron)号火箭,就大量采用碳纤维复合材料,其载荷可达 8 吨,可用于载人航天、大型卫星发射和深空探测等任务。

Neutron号火箭整流罩

我国一企业的微光一号运载火箭,实现箭体 90% 结构的碳纤维增强树脂复合材料的应用,较传统金属材料减重 25%-30%,这直接带来了 10% 的运力提升和 25% 的经济效益提升[3]

微光一号1:1模态箭

甚至,

连录取通知书都能用碳纤维来制作[4]

比如,北京化工大学录取通知书就连续用过几年(貌似从 2026 年起会取消)。

动图封面

而且,这通知书又弹又韧又薄,还能用来切西瓜。

另外,对于高性能碳纤维,下一步我们的着力重点又是什么呢?

其实,我们所谓的碳纤维材料并不是用的纯碳纤维,而是用的碳纤维复合材料,又叫碳纤维增强复合材料。

碳纤维增强复合材料是以碳纤维或碳纤维织物为增强体,以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料。

这种复合材料实现了碳纤维与基体材料性能的强强联合,能极大提高材料的物理性能,并拓展应用领域。

这就好比:钢筋虽然强,但无法单独承重;混凝土虽然厚重,但易散易脆;两者相结合,才具备了更好的性能。

然而,

到了 T1000 往上这种级别的碳纤维,随着纤维强度、模量的提升,纤维表面的石墨化程度会进一步增高,这会使得纤维表面越来越光滑,化学惰性也会越来越强[5] [6]

高性能碳纤维表面形貌扫描电镜图:纤维表面光滑平整

说白了就是,

越高级别的碳纤维其表面会越滑溜,与树脂等增强基体之间的界面结合会越来越困难,这就影响了复合材料的制备和成品的性能发挥。

因此,

如果我们想再接再厉,以 T1200 来制备性能优良的复合材料,就必须想办法解决碳纤维与树脂等基体的界面结合的问题,这是实现国产高性能碳纤维增强复合材料工程化应用的重中之重。

比如,

中复神鹰技术负责人最近就表示,企业正针对碳纤维应用中的界面结合、树脂适配、预浸料工艺及复合材料成型效率等核心问题,开展定制化研发[7]

总之,继续加油吧,让我们拭目以待。

参考

  1. ^黎小平,张小平,王红伟.碳纤维的发展及其应用现状[J].高科技纤维与应用,2005,(05):28-34+44.
  2. ^赵敏如.碳纤维的产业现状和发展前景分析[J].现代塑料加工应用,2025,37(02):9-11+47.DOI:10.19690/j.issn1004-3055.20250108.
  3. ^https://baijiahao.baidu.com/s?id=1846481767300018860&wfr=spider&for=pc
  4. ^梁思韫,曲宇辰,杨沛文,等.碳纤维树脂基复合材料高性能化进展暨北化录取通知书的应用[J].北京化工大学学报(自然科学版),2025,52(03):1-13.DOI:10.13543/j.bhxbzr.2025.03.001.
  5. ^LIU L T, DU M S, LIU F. Recent advances in interface microscopic characterization of carbon fiber-reinforced polymer composites[J]. Frontiers in Materials, 2023, 10: 1124338.
  6. ^DEMCHUK Z, ZHU J, LI B, et al. Unravelling the influence of surface modification on the ultimate performance of carbon fiber/epoxy composites[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14: 45775–45787.
  7. ^周浦.T1200碳纤维技术落地,中复神鹰带领国产碳纤维迈入“并跑”时代[J].纺织服装周刊,2026,(05):7.
赞(29)
请您分享转发:汉风1918-汉唐归来-惟有中华 » 中国成功研发世界最强 T1200 级超高强度碳纤维并实现百吨级量产,这对我国有何意义?|2026-03-12
分享到