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国产高性能纤维水平世界先进可用于战略导弹

2019-02-22 01:58:23

国产高性能纤维水平世界先进可用于战略导弹

周国泰院士

高性能纤维是火箭、导弹等武器装备的重要基础材料。资料图:二炮东风5弹道导弹

周国泰院士:总后军需物资油料部原副部长,我国着名安全防护学家,在高性能纤维复合材料等科研领域为我国国防和军队现代化建设做出了重要贡献。

周国泰院士语:“科学没有止境,事业没有尽头。为了国家和军队的科技事业,应当更加努力地拼搏奋斗!”

材料——人类赖以生存和发展的重要物质基础,长期以来各国一直把材料、能源和信息作为社会发展的重要支柱。尤其进入当今时代,高科技材料更成为国民经济和国防建设的强大支撑力量。春节前夕,标志我国在高性能纤维科研领域取得重大突破性成果的两项关键技术通过鉴定,为探究国内外广泛关注的高科技材料发展及其重要战略意义,于鉴定会现场即时专访了中国工程院周国泰院士。

-推动拥有自主知识产权的高科技新材料发展战略意义重大

:高性能纤维材料被认为是当今国防建设和国民经济发展的重要基础。为加快国产化进程,实现关键技术重大突破,我国设立了“高性能纤维产业发展战略研究”咨询项目,请周院士谈谈国内外发展态势及其应用价值和战略意义。

周院士:咱们就从刚刚通过鉴定的拥有我国自主知识产权的高科技新材料成果谈起吧。可以说,这两项重要突破性成果均达到了世界先进水平,在关键技术上打破了国外的封锁与垄断,使我国成为独立掌握、自主拥有和实现产业化发展的国家,意义十分重大。

:国内外为什么格外关注和高度重视高性能纤维技术的突破与发展?

周院士:高性能纤维是国家重要的战略性基础材料,其技术突破与产业化应用对于推动社会发展有重要价值。

:高性能纤维主要有那些?性能怎样?国际发展现状如何?

周院士:像碳纤维、芳纶和高强高模聚乙烯纤维等等,都具有比普通材料高很多的强度和模量,有优异的耐高温性能及难燃性和突出的化学稳定性。

近年来,国外高性能纤维产业发展迅速,全世界总产能约20万吨,虽然只占化纤总产能0.5%,但其战略意义和经济效益非常之大。

-高性能纤维在国民经济发展和国防建设中地位重要用途广泛

:请具体阐释高性能纤维在国家发展战略中的地位与作用?

周院士:高性能纤维属特殊用途材料,产量虽不大,但在国民经济和国防建设中占有重要地位。

在军事领域,高性能纤维是火箭、导弹、战斗机、作战装甲、海军舰船等武器装备的重要基础材料。如战略导弹飞行中温度极高,只有碳/碳复合材料才能满足需要;而且战略导弹固体火箭发动机和弹头重量每减1公斤,射程便可大增。所以,外军现在高度重视高科技材料在军事上的广泛应用。

在国民经济领域高性能纤维同样作用非凡:从航天探索中的宇航服,到宇航员返回地面所提供的坚韧轻质降落伞及太空运载工具等,都离不开高性能材料;大飞机使用大量碳纤维可节油20%,并提高安全性和总装效率;汽车结构材料部分改用碳纤维可大量减重,而且节油减排、抗冲击、动力增强。此外,能源、建筑、通信、环保、海洋开发等均有广泛用途。

高科技复合材料使现代隐形武器装备应运而生。资料图:美军F-22战机空中加油

-芳纶的发现与应用被认为是国防军工领域重要里程碑

:业界认为芳纶的发现和科研突破具有重要里程碑意义,其价值究竟如何?

周院士:芳纶纤维是当今极为重要的国防军工材料。它具有超高强度、高模量和耐高温、重量轻、耐酸耐碱等优异性能,其强度是钢丝的5~6倍,模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍,韧性是钢丝的2倍,重量仅为钢丝的1/5左右,且绝缘性能良好,抗老化,有很长的使用周期。

为适应现代战争需要,目前美、英等发达国家的防弹衣均采用了芳纶材质。芳纶防弹衣和头盔的轻型化,大大提高了快速反应能力、战斗力和防护能力。除军事应用外,在宇宙飞船发射过程中,每减轻1公斤重量,意味着降低100万美元成本,所以芳纶民用市场前景广阔。

:目前国外在新产品科技研发和生产规模上拥有那些优势?

周院士:国际上芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的几十年艰难历程,现在国外无论在研发水平、规模化生产、还是市场占有率上,都竞争相当激烈,仅美国Kevlar纤维目前就有十多个牌号,每个牌号又有数十种规格。

目前,对位芳纶是全球发展快、产量、用途广的高科技纤维。可喜的是,今天我国已拥有自主知识产权的工艺和工程化技术,标志我们已有能力打破国外垄断,并为产业化发展打下重要基础。

-推动我国在世界高性能纤维发展领域占有一席之地

:该怎样理解我国既是化纤大国,但同时又是一个化纤“小国”?

周院士:首先我国是个化纤大国,如2007年化纤产量占世界的54%,且有较坚实的工业基础和良好的后发优势。可是,在高性能纤维发展方面我们却严重滞后,产量也很小,而高性能纤维是国家材料科学发展的重要制高点。

:面对发达国家高度垄断的严峻形势,我们的路该怎样走?

周院士:应本着自主创新的原则,在世界高性能纤维日新月异的新形势下尽快占有一席之地。我们决不能走以买代研的路子,要敢于打破国外核心技术的垄断与封锁,坚定不移地走一条中国特色的自主创业和发展之路。

-发展高性能复合材料满足国家重大需求

:发展高科技材料提升国家综合实力具体应抓好那些要点?

周院士:关键要按照我国“加速发展新材料产业,满足国家重大需求”的方针和原则,大力协同,优化布局,整合资源,合作攻关,防止低水平重复建设和盲目发展,有重点地突破制约我国产业化发展的关键技术瓶颈,加快提升自主创新能力和国产化先进水平,形成龙头产业新格局,缩小同发达国家的差距。

-促进军民融合平战结合的国防科技事业又好又快发展

:如何促进军民融合平战结合的国防科技事业实现跨越式发展?

周院士:高性能纤维准入门槛较高,国际技术壁垒严重,所以我们必须选准战略立足点和发展突破口,以民用为基础,以军用为牵引,在机遇与挑战中加速推进军民融合平战结合的国防事业又好又快发展。

-应冷静科学地看待高性能纤维发展热潮

:高性能纤维发展热潮既显示了高科技特有的吸引力,同时也表明与国家重视发展有关,应如何看待这种局面?

周院士:应当按照国家总体部署和原则,冷静看待高性能纤维发展热潮及其作用与影响。我不赞成一哄而上,到处都搞碳纤维和芳纶等等,应审时度势,发挥优势,瞄准重大关键技术攻关,促进节能降耗环保和循环经济健康发展。

-构建好未来发展基础支撑科技共享的战略平台

:当前世界高性能纤维产业发展大体有那些新趋势、新特点?

周院士:仍是少数大国垄断,将高性能纤维作为战略性产业基础,对其他国家实施封锁和严格控制高端产品出口。因此,自主创业是根本。

:在垄断和加速推进产业化进程中,国外发展优势体现在那里?

周院士:主要是有财力,谋长远,善于创建新兴产业。如全世界芳纶1414产能95%集中在美日两家公司手中;日本仅3家企业,其碳纤维产能却占全世界70%。

:着眼未来,如何培养我国自主创业生力军来推动产业化发展?

周院士:很关键,借鉴国外先进经验,加强产学研用紧密结合,建立相关机制,推动《国防采办法》进程,把高性能纤维产业发展上升到国家战略高度,实现战略新跨越!

-相关链接-

材料科技进行曲

-弥纶

人类社会文明与材料科技发展休戚相关。从旧石器时代到新石器时代,从陶器技术到冶金技术,从青铜器时代到铁器时代,从金属材料到高分子复合材料,从结构材料到功能材料发展等,可谓几多创造,几多历史跨越。俱往矣,当今时代高科技复合材料已成为国民经济发展、国防建设和人民生活的重要组成部分。

人类社会发展至今往往以材料的伟大创造及其应用与发展为重要标志之一。现代科学技术迅猛发展,使新材料的创造与进步发生了划时代的巨变:高分子材料经过较短时间发展便与已有上千年历史的金属材料并驾齐驱,成为国民经济、国防科学和高科技领域不可或缺的基础材料;新型功能陶瓷材料形成产业,满足了电力、电子技术和航天技术的巨大发展需求;结构材料的发展,推动了功能材料的空前进步;半导体材料很快使电子技术领域由电子管发展到晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路,而且其应用与发展不断创造更多的奇迹,乃至推动人类社会进入了当今的信息络时代。现代高科技复合材料作为高性能的结构材料和功能材料,不仅用于航天航空领域,而且在现代民用工业、能源技术和信息络技术等方面为人类展示出更加广阔的前景,并凸显出巨大的国防、经济和社会发展综合效益。今天,人类已豪迈地跨入了高科技复合材料发展的崭新时代。

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