研发背景和意义：碳纤维是一种含碳量超过 95% 的高强度新型纤维材料。由于其具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优异性能，被誉为 "黑金"，是设备轻量化应用的理想材料。发展碳纤维有助于推动相关产业升级，提高产品性能，如在航空航天领域，可以减轻飞机重量，提高燃油效率；在汽车领域，可以实现轻量化，降低能耗。

研发过程：我国碳纤维研发起步较晚，一度依赖进口，面临瓶颈问题。2005 年，光威集团研发的 CCF-1 级碳纤维通过国家 "863 计划 "碳纤维专项验收，标志着中国第一根工业级碳纤维诞生。2011 年，吉林化纤集团 5000 吨碳纤维原丝项目建成投产，开创了中国碳纤维原丝规模化生产的先河。此后，国内企业不断攻克技术难关，如吉林化纤集团相继开发出 25K、35K、48K、50K 等大型纤维束，完善了碳纤维产品体系。2022 年，中石化上海石化 48K 大纤维束碳纤维项目国内首条生产线投产，并生产出合格产品。产品性能与国外同类产品相当，质量达到国际先进水平 5 级。

关键技术研究与开发 5：

原丝生产技术：原丝质量是决定碳纤维性能的关键因素之一。研发工作需要解决粘度不稳定、气泡杂质多、纺丝细度高、强度低、纤维过多等问题，以获得高质量的聚丙烯腈（PAN）原丝。

碳化技术：生丝经过氧化、低温碳化、高温碳化等多道工序。在惰性气体保护下，经过热分解和热收缩聚合，形成无序层状石墨结构的碳纤维，最终使产品含碳量超过 90%。温度场控制是这一工艺的关键技术。

研发成果的应用 1：

在风电领域，碳纤维挤塑板可用于风电叶片的主梁，使其更轻更高效。吉林化纤集团的风电叶片主梁用碳纤维挤塑板在国内风电市场的占有率超过 90%。

在体育器材领域，它可以制成羽毛球拍、滑雪板、冰球棍等。吉林化纤集团生产的相关运动器材已投放市场。

在工程机械领域，中联重科自主研发了 "碳纤维复合高强度金属混合结构技术"。采用该技术的国产碳纤维臂架式泵车已经亮相，实现了碳纤维复合材料从原材料到制造工艺的全链条自主化，提高了设备作业能力，降低了生产成本。

未来研发方向：一方面，我们将继续致力于提高碳纤维的强度、模量等性能，以满足航空航天等高端领域对材料的更高要求；另一方面，我们将致力于降低生产成本，通过优化工艺、改进设备等手段提高生产效率，扩大碳纤维的应用范围，推动其在更多民用领域的大规模应用。