重磅!国产碳纤维技术再获突破:神舟火箭制造成本或将减少3成

来源:迷彩虎 2018-08-09 16:53:39

众所周知,我国将于2022年建成的天宫空间站,在尺寸上比现有国际空间站小了一号,之所以会出现这种情况,并非是中国造不出更大的太空舱,而是出于成本考量。

因为这玩意成本实在是太高了,每年中国都要在航天领域砸进去至少60亿美元,预估每一枚“长征”火箭仅制造成本少说也在6000万美元以上,上限则可能高达将近2亿美元左右,而贵就贵在一种叫做碳纤维的材料上面。

碳纤维是一种十分神奇的新兴材料,它的重量轻过铝,却拥有着比钢铁更为坚固的强度,而且还具备耐高温,耐腐蚀,抗冲击,抗疲劳等优良特质,可以广泛应用于航空航天,建筑构筑,汽车工业等制造业领域。

碳纤维,顾名思义,就是用碳原子丝“编织”而成的材料,从微观来看,成千上万根碳原子丝就像麻绳一般绞缠成一条条丝束,24000根碳原子丝以上为大丝束,以下则为小丝束,一般来说,越小也就制造意味难度越高,应用的领域也就越尖端。

此前,作为一种国家战略层级的材料,我国虽然也能早出来,但高品质的小丝束碳纤维一直被日本东丽,东邦以及三菱等三家日本企业垄断着市场的绝大多数份额,并借此机会向我国高价出售,而用于航天工业的更高端的高模M系列小丝束碳纤维技术以及产品则更是被严格禁止进入中国。

还是那句话,感谢外国封锁,让我们不再受制于人,最近,国内碳纤维领域传来了好消息,精功集团有限公司研制的有效幅宽1米碳纤维微波石墨化生产线取得了重大突破,可以将常规碳丝微波石墨化处理,从而提高百分之十五的模量以及强度,最终产出T800以上品质的产品。

该生产线还能够提供中强高模,高强中模,以及高强高模等不同等级规格的碳纤维产品,应用领域十分广泛,比如航天事业以及国防工业,除了运载火箭以外,“东风”洲际弹道导弹的核心壳体材料便是由高性能小丝束碳纤维所制成。

碳纤维还有望应用于坦克装甲当中,当然不能直接把碳纤维打造成装甲,因为碳虽然可以和钢铁一样坚固,但是却不具备金属韧性,也就是说一点点破洞可能会导致整个块装甲的瓦解,可如果把它向贫铀装甲一样当做钢铁装甲里面的填充剂,就可以达到硬度和韧性的共存了。

飞机同理,但是飞机由于对武器防御并没有太高要求,因而碳纤维那又轻又坚固,耐腐蚀性的特性可以说简直就是为飞机外壳量身打造的,更轻的重量可以提高飞机的机动性,并降低噪音,还能节省燃油,可谓百利而无一害,当然,这都是普通碳纤维的应用领域。

精功集团有限公司这次的研发成果,主要关键在于微波高温石墨化技术,这项技术可以从低档次碳纤维中生产出大丝束,中高模量的碳纤维,减少七成能耗,直接降低三成成本,并即将应用到运载能力超过二十吨的“快舟”二十一号火箭的碳纤维发射筒体上面。

虽然我们尚未掌握更高端的高模M系列小丝束碳纤维技术,但是在千吨级别大丝束碳纤维项目,也就是航天火箭壳体这种项目当中,仍将在很大程度之上降低火箭的制造成本,凭借这项技术,中国航空事业将会减少一个障碍,为未来夺得先机。

但是我们依旧得保持清醒,技术难度相对较低的大丝束碳纤维技术虽然已经被我国成功突破,可目前仍然处在试生产的阶段,日本等该领域的老牌强国为了遏制我们的发展,正在大幅度降低碳纤维的报价,所以即使是大丝束碳纤维,情势依旧不容乐观。

点击查看原文

相关链接