【連網】 日常生活中，我們對碳纖維自行車、羽毛球拍、球桿、滑雪板、弓箭等都有所耳聞，這種神奇的新材料被稱為“黑色黃金”。
張國良接受媒體專訪
今年的1月8日，在人民大會堂召開的2017年度國家科學技術獎勵大會上，“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術及應用”項目榮獲國家科技進步一等獎。該項目第一完成人、中復神鷹碳纖維公司董事長張國良說，創新是引領發展的第一動力。碳纖維作為基礎材料，用途廣泛，在我國各行各業的創新發展，以及制造業轉型升級的進程中發揮著至關重要的作用。
神奇的“黑黃金”
張國良講解，碳纖維材料的最大特點，是在大量工程應用中不會發生塑性變形，重量輕、強度高、抗腐蝕、耐高溫，具有非常好的應用性能。
碳纖維自行車
他舉例稱，“碳纖維自行車的優點不僅是輕，更重要的是不發生塑性變形，能保持車輛的精度，一般競技比賽中使用的自行車都是碳纖維材料的。”
他介紹，除了體育領域，碳纖維還廣泛應用于其他領域。比如在航空航天領域，碳纖維可應用在飛機機身、衛星零部件、火箭發動機、噴管上等。碳纖維材料在抗變形、耐溫差、減輕重量等方面都發揮著至關重要的作用。
碳纖維材料還普遍應用于建筑維修上。“大型建筑、橋梁一般建造完成二十多年后，會進入維修期，需要增固、補強，都要使用碳纖維材料，把碳纖維補上去，原建筑的承載量會大幅上升，能延長建筑的使用壽命。”張國良稱。
談到碳纖維材料的優點與應用，張國良如數家珍，他認為，未來碳纖維材料的需求量會越來越大，隨著國產碳纖維的批量投產，從軍用、航天到民用領域，碳纖維的應用范圍會越來越廣，與我們每個人的生活息息相關。
“碳癡”搞研究
“當時正是國家最缺乏碳纖維材料的時候，大家上下憋足了一股勁，我的心里有一團火，就是想把碳纖維生產線拿出來，我們的技術人員對國家的熱愛和對碳纖維事業的奉獻是無法言表的。”——張國良
1月8日，張國良登上了我國科技界的最高領獎臺。他說：“碳纖維是世界級的科技難題，生產工藝難度很高。我國歷屆領導人都很關心、大力支持碳纖維產業的發展，相關領域的科學家、技術專家為之奮斗了幾十年，今天我們的項目能獲獎，我國的碳纖維能實現大規模的產業化，是站在了巨人的肩膀上。”
中復神鷹SYT45S、 SYT49S系列碳纖維擁有高比強度、高比拉伸模量等優良的特性、在風力發電領域擁有廣闊的應用前景。
“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術及應用”項目，生產線600米長，整個生產過程有三千多個工藝點，技術難題就像一座座山一樣擺在面前，令人手足無措。
有人說張國良是“碳癡”，放下早有成就的事業和輕松穩定的生活，一心撲在碳纖維上，在條件艱苦的工廠摸爬滾打。
“不像在實驗室里做試驗，在工廠千噸級別的大系統上做大規模的生產實驗是很艱難的，大系統的調試非常不容易，做一個實驗需要耗時一個星期，成本上百萬元。”張國良說，“但是，哪怕傾家蕩產，我們也要造出中國人自己的碳纖維。”
“在實驗過程中會出現各種各樣的現象，各種因素交織在一起，需要分辨真相假象，抓住矛盾，解決問題，這是最能考驗技術人員的。”憶及十余載的攻堅克難，張國良感慨萬千。
他介紹，生產碳纖維需要原材料經過五次物質的變化，有時這些變化是看不見摸不著，甚至檢測不到的，需要技術人員根據現象去準確地分析理解，難題只能通過不斷地實驗和學習來攻克。
“我一做起碳纖維來就收不住，在2005年到2007年項目最初、最艱難的那幾年，我們邊學邊干，我每天一邊指揮實驗，一邊看書學習，每天能看十多個小時，看了兩三年，一些書都被翻破了，在沙發上看累了就坐到地板上看，還要向碳纖維領域的專家、老師請教，當時就是憑著一股勁頭，不懂，一定要把它搞清楚！”
張國良回憶，在實驗剛剛啟動時，當時的工程技術人員都沒有操作如此大規模生產線的經驗，加之原材料易燃易爆，最初都由他親自在操作臺上操作。“那時大家都對實驗結果心里沒底，遇到困難無比焦急，取得一點成績，也讓我們喜出望外，歡欣鼓舞。”回憶起多年前的點點滴滴，張國良仿佛又回到了當初條件艱苦的生產一線。
“那時我三天三夜沒出控制室，就坐在實驗室的一條長板凳上，也不覺得困，都是看到窗外海濱日出日落的更替，才忽然發覺一天又過去了。工廠離我家13公里，我最長連續74天沒回家，生產線每天都開著，耗費著巨大的成本，大家根本想不起回家。”他說。
“在項目最艱苦的那兩年，我們一直堅守在一片鹽堿灘的工廠現場，吃睡就在生產線旁邊，當時的條件苦，蚊蟲多，有朋友來現場看我，我就給他一個蒼蠅拍，幫我打蒼蠅，那時我八十多歲的老母親也會到現場看望我。”大家就這樣奮戰在一起，摸索著實驗。
“碳纖維是國家急需的材料，當時大家都感覺到承擔著一份國家責任，遇到再大的困難，我們也要挺過來，一定要把碳纖維做好。別看我們是做企業的，但我們這代人對國家的責任感是非常強的，總是想為國家做一些事情，這個愿望非常強烈。”
就是憑借著這樣的勁頭兒和情懷，如今，張國良帶領的團隊對碳纖維的研究和理解到達了很高的水準，產品和生產線在國際上處于領先水平，在龐大的生產線上，通過對某一工藝點的某處細節做出微小的調整，都可以把控對碳纖維性能產生的微量影響。“這些都是建立在艱苦研究和大量實驗的基礎上的。”張國良稱。
項目攻堅階段，張國良（右一）和同事們吃住在生產一線。（受訪者供圖）
推動產業變革和創新發展
“碳纖維的性能可以在各行各業的創新工作中發揮重要作用，這種新型材料能在某些行業引起重大的變革甚至是一場革命。”——張國良
張國良說，“碳纖維項目能夠登上我國科技界最高領獎臺，證明我國的碳纖維產業真正開始成熟了，進入了新的歷史階段，為未來產業的發展奠定了基礎。”
“創新是引領發展的第一動力”，“加快建設創新型國家”。張國良對此表示，碳纖維作為基礎材料，為我國各方面的創新提供了條件，比如無人機，大到戰斗型無人機，小到休閑娛樂型無人機，都大量使用碳纖維材料。沒有碳纖維，就做不出各種各樣高性能的無人機。
當前，我國制造業正經歷轉型升級的過程，新時代對制造業提出了新的要求。張國良稱，“過去我國沒有大量的碳纖維材料，可以說，很多產業的轉型都在等著，比如風電電纜、新能源汽車、新能源電池等，都需要大量使用碳纖維材料。”
隨著技術的成熟，我國自主生產的碳纖維大批量投產，未來碳纖維基礎材料的生產，將為機械工業、機械零部件制造、建筑、風電、汽車、航天航空等眾多領域的創新發展和轉型升級發揮巨大推動作用，惠及百姓日常生活的方方面面。
展望碳纖維產業的未來，張國良指出，碳纖維的研究還有廣闊的空間，“目前的工藝，只能把碳纖維理論上的性能發揮出很小一部分，將來還能做出性能更好的碳纖維產品，潛力很大。”
以此同時，他還表示，現在我國碳纖維產量仍不夠高，供應大約只能滿足需求的五分之一。未來，首先要不失時機地擴大產量、滿足需求，特別是滿足國家的重大需求，在保證品質的前提下，量要跟上。
其次，不同品種、性能的碳纖維很多，應用領域廣泛，民用航空是碳纖維應用的最高境界，碳纖維是材料領域皇冠上的明珠，要把碳纖維應用到民用航空上，真正把碳纖維普及到民用，這是今后研究的重點，我們的研究工作是不會停止的，張國良說。
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