第19章 好事成双，碳纤维工艺打破垄断！
4月15日。
山栋大学，高分子材料研究所。
宽敞的实验室里。
一群科研人员，正在测试碳纤维材料的性能。
碳纤维，细如发丝，轻如鸿毛，强如钢铁，被誉为“新材料之王”。
一根普通的碳纤维原丝，它的强度是普通钢材的10倍，而重量却只有钢材的四分之一，且具有耐高温和耐低温的特性。
将其用来制造航天火箭、战斗机、汽车，能极大提升性能优势！
不过……
数十年来，在高性能材料领域占据主导地位的米国和霓虹国，始终对夏国严防死守，牢牢垄断碳纤维技术。
早些年，T300级碳纤维，1公斤卖8000元，有着“黑黄金”之称。
为了打破碳纤维垄断。
夏国成立海量科研机构，重点攻关碳纤维材料。
山栋大学高分子材料研究所，就是国内最早研究碳纤维的科研机构之一。
人群里。
穿着一袭白大褂的研究员余淑珍，看着刚研制出来的T1000级碳纤维，脸上不禁扬起一丝笑容。
她是碳纤维T1000级项目的负责人，专门负责率领团队攻关。
“T”指的是高强型碳纤维。
后面的数字越高，代表强度越好。
余淑珍手里，拿着一束T1000级碳纤维，对自己的科研助手吩咐道：“小陈，你测下这束碳纤维的强度。”
“是，余姐！”
年纪只有二十多岁的陈平，接过T1000级碳纤维，开始测试强度。
一根碳纤维，直径大概是5微米，十来根合在一起才有一根头发丝粗。
一束碳纤维，含有12000根原丝，一米长重0.5克。
片刻之后。
陈平神情兴奋道：“余姐，这束碳纤维的强度，可以承担500公斤左右的力量！”
“好！”
余淑珍点头道：“照这么说来，手指粗的一束碳纤维，可以拉动两架飞机……”
念头至此。
她又吩咐道：“小陈，你再测一下原丝质量！”
“是，余姐！”
陈平再次开始了忙碌。
原丝质量决定碳纤维性能。
如果原丝的分子结构和聚集态结构存在缺陷，对碳纤维的质量和性能影响巨大。
更严苛的是，要保证原丝性能稳定，需要确保每一根丝都质量过关。
一束碳纤维，含有12000根原丝，必须根根质量过关。
正因如此。
繁杂的制备工艺，让碳纤维成为一道横亘在材料学人面前的“天堑”。
碳纤维的制备，包括物理、化学、纺织、材料科学、精密机械等多个领域的内容，总体分为纺丝原液的聚合、聚丙烯腈原丝的纺制、预氧化和碳化三个步骤，有众多因素需要调控。
一旦制备过程，有丝毫缺陷，就会影响碳纤维性能。
所以，制备过程必须对每个工艺流程中的工艺参数，精准调控。
陈平依次使用扫描电子显微镜SEM，以及高分辨率投射电镜HRTEM，对这束碳纤维的表面、截面等形貌进行测试并分析。
“T1000级碳纤维表面光滑，没有沟槽。”
“T1000级碳纤维的断面形貌，为规则圆形，且直径小。”
“根据体积效应和最弱连接理论，直径越小纤维存在缺陷的可能性越小，纤维强度就越高。”
“……”
接着，陈平用XRD图谱，分析T1000碳纤维的微观组织结构。
“赤道扫描图发现，T1000级碳纤维，2θ=25°左右，出现衍射峰。”
“衍射峰比较陡，说明T1000级碳纤维的石墨微晶结构，非常完善。”
“子午扫描图谱没有出现衍射峰，说明内部的石墨微晶沿轴向，取向完善。”
“截面取点测拉曼光谱，结果表面T1000级纤维的皮芯结构，相比其他碳纤维更浅。”
“……”
接着，陈平继续分析碳纤维表面特性。
“XPS能谱图像，说明T1000级碳纤维表面元素，具有更高的C含量，且N含量较低。”
“T1000级碳纤维的碳化温度，比其他碳纤维高，且表面活性大幅提升。”
“T1000级碳纤维原丝的含氧活性官能团含量最高，达到49.66％，有利于与树脂基体发生化学反应，形成更强的界面作用力。”
“……”
各项数据全部出炉后。
陈平神情激动道：“余姐，我们研发出的T1000级碳纤维，拉伸强度为6380MPa，拉伸模量295GPa，直径5微米。
结合各项数据来看，T1000级碳纤维，已经达到了业界顶尖的水平。
我们的攻关项目，成功了！”
话音落下。
余淑珍微微一笑。
研究所资金有限。
攻关项目时，不可能无限制使用经费。
这次能顺利攻关这个项目，一方面是她和家族基金拿了500万元科研经费，另一方面是她在材料领域有着绝佳的悟性，稍稍思索便能触类旁通。
两者缺一不可！
陈平笑着恭贺道：“余姐，外界要是知道你研发出T1000级碳纤维，肯定会惊得目瞪口呆。
要知道，T1000级别及以上碳纤维，是国外对我国重点制裁的材料之一。
由于其性能强、价格高等原因。
除了航空航天领域外，其他领域很少使用。
今后，咱们夏国的航天高压气瓶、固体发动机壳体、风电涡轮叶片、燃料电池、大型客机、运载火箭、大国基建工程、军事、医疗仪器等领域，材料性能会迈上一个新的台阶。
从个人前途来说。
余姐你肯定会升职加薪，至少成为咱们高分子材料研究所的副所长！”
“哪里哪里！”
余淑珍谦虚的摇摇头。
随后，她话锋一转，语气感慨道：“科研创新链上，科技成果从实验室到产业化之间，有一个至关重要的工程化环节，那就是中试。
业内有一个1∶10∶100的说法。
就是说如果科研阶段解决1个问题，中试阶段就要解决10个问题，工业化阶段则要解决100个问题。
这个阶段很坚苦，需要国家平台、资金的助力，稍有不慎就会半途而废。
当然，一旦能让T1000级碳纤维生产线，大规模投入使用。
那我们才可以说一句。
国家在碳纤维领域，彻底打破国外垄断！”
话音落下。
陈平附和点头。
科研路漫漫。
但随着T1000级碳纤维问世，距离大规模投产，只剩下时间问题！
山栋大学，高分子材料研究所。
宽敞的实验室里。
一群科研人员，正在测试碳纤维材料的性能。
碳纤维，细如发丝，轻如鸿毛，强如钢铁，被誉为“新材料之王”。
一根普通的碳纤维原丝，它的强度是普通钢材的10倍，而重量却只有钢材的四分之一，且具有耐高温和耐低温的特性。
将其用来制造航天火箭、战斗机、汽车，能极大提升性能优势！
不过……
数十年来，在高性能材料领域占据主导地位的米国和霓虹国，始终对夏国严防死守，牢牢垄断碳纤维技术。
早些年，T300级碳纤维，1公斤卖8000元，有着“黑黄金”之称。
为了打破碳纤维垄断。
夏国成立海量科研机构，重点攻关碳纤维材料。
山栋大学高分子材料研究所，就是国内最早研究碳纤维的科研机构之一。
人群里。
穿着一袭白大褂的研究员余淑珍，看着刚研制出来的T1000级碳纤维，脸上不禁扬起一丝笑容。
她是碳纤维T1000级项目的负责人，专门负责率领团队攻关。
“T”指的是高强型碳纤维。
后面的数字越高，代表强度越好。
余淑珍手里，拿着一束T1000级碳纤维，对自己的科研助手吩咐道：“小陈，你测下这束碳纤维的强度。”
“是，余姐！”
年纪只有二十多岁的陈平，接过T1000级碳纤维，开始测试强度。
一根碳纤维，直径大概是5微米，十来根合在一起才有一根头发丝粗。
一束碳纤维，含有12000根原丝，一米长重0.5克。
片刻之后。
陈平神情兴奋道：“余姐，这束碳纤维的强度，可以承担500公斤左右的力量！”
“好！”
余淑珍点头道：“照这么说来，手指粗的一束碳纤维，可以拉动两架飞机……”
念头至此。
她又吩咐道：“小陈，你再测一下原丝质量！”
“是，余姐！”
陈平再次开始了忙碌。
原丝质量决定碳纤维性能。
如果原丝的分子结构和聚集态结构存在缺陷，对碳纤维的质量和性能影响巨大。
更严苛的是，要保证原丝性能稳定，需要确保每一根丝都质量过关。
一束碳纤维，含有12000根原丝，必须根根质量过关。
正因如此。
繁杂的制备工艺，让碳纤维成为一道横亘在材料学人面前的“天堑”。
碳纤维的制备，包括物理、化学、纺织、材料科学、精密机械等多个领域的内容，总体分为纺丝原液的聚合、聚丙烯腈原丝的纺制、预氧化和碳化三个步骤，有众多因素需要调控。
一旦制备过程，有丝毫缺陷，就会影响碳纤维性能。
所以，制备过程必须对每个工艺流程中的工艺参数，精准调控。
陈平依次使用扫描电子显微镜SEM，以及高分辨率投射电镜HRTEM，对这束碳纤维的表面、截面等形貌进行测试并分析。
“T1000级碳纤维表面光滑，没有沟槽。”
“T1000级碳纤维的断面形貌，为规则圆形，且直径小。”
“根据体积效应和最弱连接理论，直径越小纤维存在缺陷的可能性越小，纤维强度就越高。”
“……”
接着，陈平用XRD图谱，分析T1000碳纤维的微观组织结构。
“赤道扫描图发现，T1000级碳纤维，2θ=25°左右，出现衍射峰。”
“衍射峰比较陡，说明T1000级碳纤维的石墨微晶结构，非常完善。”
“子午扫描图谱没有出现衍射峰，说明内部的石墨微晶沿轴向，取向完善。”
“截面取点测拉曼光谱，结果表面T1000级纤维的皮芯结构，相比其他碳纤维更浅。”
“……”
接着，陈平继续分析碳纤维表面特性。
“XPS能谱图像，说明T1000级碳纤维表面元素，具有更高的C含量，且N含量较低。”
“T1000级碳纤维的碳化温度，比其他碳纤维高，且表面活性大幅提升。”
“T1000级碳纤维原丝的含氧活性官能团含量最高，达到49.66％，有利于与树脂基体发生化学反应，形成更强的界面作用力。”
“……”
各项数据全部出炉后。
陈平神情激动道：“余姐，我们研发出的T1000级碳纤维，拉伸强度为6380MPa，拉伸模量295GPa，直径5微米。
结合各项数据来看，T1000级碳纤维，已经达到了业界顶尖的水平。
我们的攻关项目，成功了！”
话音落下。
余淑珍微微一笑。
研究所资金有限。
攻关项目时，不可能无限制使用经费。
这次能顺利攻关这个项目，一方面是她和家族基金拿了500万元科研经费，另一方面是她在材料领域有着绝佳的悟性，稍稍思索便能触类旁通。
两者缺一不可！
陈平笑着恭贺道：“余姐，外界要是知道你研发出T1000级碳纤维，肯定会惊得目瞪口呆。
要知道，T1000级别及以上碳纤维，是国外对我国重点制裁的材料之一。
由于其性能强、价格高等原因。
除了航空航天领域外，其他领域很少使用。
今后，咱们夏国的航天高压气瓶、固体发动机壳体、风电涡轮叶片、燃料电池、大型客机、运载火箭、大国基建工程、军事、医疗仪器等领域，材料性能会迈上一个新的台阶。
从个人前途来说。
余姐你肯定会升职加薪，至少成为咱们高分子材料研究所的副所长！”
“哪里哪里！”
余淑珍谦虚的摇摇头。
随后，她话锋一转，语气感慨道：“科研创新链上，科技成果从实验室到产业化之间，有一个至关重要的工程化环节，那就是中试。
业内有一个1∶10∶100的说法。
就是说如果科研阶段解决1个问题，中试阶段就要解决10个问题，工业化阶段则要解决100个问题。
这个阶段很坚苦，需要国家平台、资金的助力，稍有不慎就会半途而废。
当然，一旦能让T1000级碳纤维生产线，大规模投入使用。
那我们才可以说一句。
国家在碳纤维领域，彻底打破国外垄断！”
话音落下。
陈平附和点头。
科研路漫漫。
但随着T1000级碳纤维问世，距离大规模投产，只剩下时间问题！
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