碳纖維，在工業(yè)界被譽(yù)為“黑色黃金”，是國民經(jīng)濟(jì)和國防安全的戰(zhàn)略物資，在航空、航天、建筑、能源等國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都具有重要用途。

從上世紀(jì)六七十年代艱難起步，到2008年突破宇航級(jí)碳纖維技術(shù)；從依賴進(jìn)口，到日美對(duì)我國封鎖和禁運(yùn)，再到實(shí)現(xiàn)高性能碳纖維國產(chǎn)化……山西碳纖維的成長發(fā)展之路，與中國碳纖維的發(fā)展歷程同步。目前，我省碳纖維技術(shù)在國內(nèi)已處于明顯優(yōu)勢(shì)地位。

北京冬奧會(huì)賽場(chǎng)上，由T800級(jí)碳纖維復(fù)合材料制作的雪車和雪車頭盔用的原料碳纖維就是由山西提供的。“T800級(jí)碳纖維是我們與中國寶武太鋼集團(tuán)鋼科公司聯(lián)合開發(fā)的，密度只有鋼的1/4，強(qiáng)度是鋼的5倍至10倍，諸多優(yōu)良性能讓碳纖維成為冬奧會(huì)上一張亮麗的山西名片。”今年全國兩會(huì)期間，全國人大代表、碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室主任、中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員呂春祥向大家介紹。

呂春祥從事碳纖維研究20多年，是碳纖維從無到有、從有到優(yōu)的親歷者。

碳纖維技術(shù)集成度高、國際競(jìng)爭(zhēng)激烈，因制備工藝過程復(fù)雜，技術(shù)難度大，我國碳纖維材料曾一度受制于日本、美國等國家。呂春祥說：“長期以來，我國自主創(chuàng)新能力不足，尤其是發(fā)達(dá)國家對(duì)技術(shù)的嚴(yán)格封鎖，導(dǎo)致我國技術(shù)比國外落后20多年。特別是2005年以來，日美加緊對(duì)我國碳纖維技術(shù)和產(chǎn)品禁運(yùn)，我國高端領(lǐng)域用碳纖維面臨無米之炊的境地。”

解決這個(gè)關(guān)鍵問題，必須把技術(shù)和發(fā)展的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手里。呂春祥帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)勇于承擔(dān)重任。當(dāng)時(shí)我國對(duì)碳纖維的關(guān)鍵工藝流程和裝備認(rèn)識(shí)處于朦朧狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)尚未真正解決，碳纖維國產(chǎn)化和高端應(yīng)用保障更是望塵莫及。作為技術(shù)總負(fù)責(zé)人，他在時(shí)間緊、任務(wù)重和基本沒有可靠資料借鑒的情況下，精心設(shè)計(jì)方案，從科學(xué)原理、工程原理方面論證，嚴(yán)密組織方案。經(jīng)過三年奮力攻關(guān)，終于突破了宇航級(jí)碳纖維技術(shù)，解決了碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵設(shè)備的成敗性技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)問題，徹底改變了我國碳纖維受制于人的被動(dòng)局面，實(shí)現(xiàn)了碳纖維的自主保障，為使我國成為繼日美之后第三個(gè)掌握宇航級(jí)碳纖維技術(shù)的國家作出重要貢獻(xiàn)。

特別是在T800碳纖維技術(shù)攻關(guān)過程中，呂春祥團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)口材料存在壓縮強(qiáng)度低、拉伸壓縮性能嚴(yán)重不匹配的短板，在航天應(yīng)用需求的牽引下，成功開發(fā)了高壓縮強(qiáng)度的碳纖維，這一技術(shù)突破為實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)碳纖維技術(shù)由跟蹤仿制到自主創(chuàng)新跨越邁出了關(guān)鍵的一步。

多年來，呂春祥帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)，攻破一個(gè)又一個(gè)難關(guān)，不僅突破了發(fā)達(dá)國家的技術(shù)與市場(chǎng)壟斷壁壘，更形成了獨(dú)立自主的成套技術(shù)體系和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前正在積極開展我國第三代復(fù)合材料增強(qiáng)體——高強(qiáng)高模高延伸率碳纖維技術(shù)研發(fā)。

碳纖維的發(fā)展，不僅體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的突破，更體現(xiàn)在工程化技術(shù)的開發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。2012年9月，呂春祥帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與當(dāng)時(shí)的太鋼集團(tuán)合作進(jìn)行T800碳纖維的產(chǎn)業(yè)化，山西鋼科碳材料有限公司應(yīng)運(yùn)而生。

2013年底，第一條T800級(jí)碳纖維生產(chǎn)線建成投產(chǎn)；2016年1月，在國家組織的比選中，山西鋼科的T800碳纖維產(chǎn)品以其優(yōu)異的產(chǎn)品性能和質(zhì)量穩(wěn)定性力拔頭籌，為國家航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用研究提供了材料保障；2017年12月，年產(chǎn)千噸級(jí)高端碳纖維二期工程順利建成投產(chǎn)；2021年，年產(chǎn)1800噸高端碳纖維項(xiàng)目投產(chǎn)，可滿足國民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芴祭w維的需求；今年四期項(xiàng)目也將完工投產(chǎn)……

2017年6月22日，習(xí)近平總書記在山西視察調(diào)研時(shí)，在山西鋼科碳材料有限公司了解高端碳纖維研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用情況，視察T800級(jí)碳纖維生產(chǎn)線，了解生產(chǎn)工藝，察看成品展示，同現(xiàn)場(chǎng)科技人員交流。“新材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵領(lǐng)域，我們要奮起直追、迎頭趕上。”習(xí)近平總書記的殷殷囑托，令山西鋼科全體職工備受鼓舞、倍感振奮，加速在新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展道路上激情奔跑。

近年來，山西鋼科積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用一體化模式，在高端碳纖維產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)開發(fā)中積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了高端碳纖維產(chǎn)品品種規(guī)格多元化、系列化，滿足了我國尖端領(lǐng)域日益增長的需求。

在過去的9年，山西鋼科碳材料有限公司實(shí)現(xiàn)了技術(shù)、品種從無到有，從有向全的發(fā)展過程。今后太鋼將繼續(xù)投資建設(shè)兩條2000噸的生產(chǎn)線和一條試驗(yàn)線，“十四五”末將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)6000噸高端碳纖維，遠(yuǎn)期達(dá)到萬噸產(chǎn)能。