研发背景和意义：碳纤维是一种新型高强度纤维材料，含碳量超过 95%。由于其具有高强度、轻质、耐腐蚀等优异性能，被誉为 "黑金"，是装备轻量化应用领域的理想材料。碳纤维的研发有助于推动相关产业升级，提高产品性能。

例如，在航空航天领域，它可以减轻飞机重量，提高燃油效率。在汽车领域，它可以实现汽车轻量化，降低能耗，等等。

研发历史：中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，标志着我国首次拥有了自己的产业化碳纤维。2011 年，吉林

化纤集团 5000 吨碳纤维原丝项目建成投产，开创了我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。例如，吉林化纤集团先后开发出 25K、35K、48K、50K 等大束原丝，完善了碳纤维产品体系。2022 年，中国石化

上海石化万吨级 48K 大丝束碳纤维项目国内首条生产线投料开车，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。

关键技术研发 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、气泡和杂质多、纺丝细度高、强度低、毛羽多等问题，以获得高质量的聚丙烯腈（PAN）原丝。

碳化技术：原丝经过氧化、低温碳化、高温碳化等多个过程。在惰性气体的保护下，发生热分解和热缩聚反应，形成碳纤维的无序石墨结构。最终，产品的碳含量超过 90%。在此过程中，温度场控制和其他关键技术至关重要。

研发成果的应用 1

在风电领域，碳纤维拉挤板可用于风电叶片的主梁，使风电叶片更轻、更高效。吉林化纤集团的风电叶片主梁用碳纤维拉挤板在国内风电市场的占有率超过 90%。

在体育用品领域：可制成羽毛球拍、滑雪板、冰球棍等。例如，吉林化纤集团生产的相关体育用品已经投放市场。

在工程机械领域，中联重科自主研发了 "碳纤维复合材料-高强度金属混合结构技术"。应用该技术的国产碳纤维臂架式泵车首次亮相，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，提升了设备作业能力，降低了生产成本。

未来的研发方向：一方面，将继续努力提高碳纤维的性能，如强度和模量，以满足航空航天等高端领域对材料的更高要求。另一方面，将努力降低生产成本。通过优化工艺、改进设备，提高生产效率，扩大碳纤维的应用范围，推动碳纤维在更多民用领域的大规模应用。