幾克就能拉動兩架飛機！武漢理工大學團隊讓“黑黃金”上新！

僅僅幾克的碳纖維

就能拉動兩架飛機的重量

這種號稱“黑黃金”的新材料

大到運載火箭、民航飛機

小到高檔羽毛球拍、釣魚竿

都有它的身影

由于該材料生產技術復雜

相關技術長期受制于國外封鎖

國內產業發展受限

近日

武漢理工大學牽頭的聯合科研團隊

在高性能大絲束碳纖維領域

實現重大突破

成功打通從原材料到下游制品的

全產業鏈關鍵技術

構建起自主可控的技術體系和應用生態

為我國戰略新材料實現高質量發展

奠定了堅實基礎

研發者說

過去被嚴格封鎖的成套裝備，如今已完全自主可控

講述人：武漢理工大學大絲束碳纖維項目負責人丁國平

想象一根只有頭發絲八分之一左右粗細的黑色絲線，將4.8萬根這樣的絲線交織在一起，就組成我手里這片厚度不足1毫米、寬度約13毫米的大絲束碳纖維。它有著遠超鋼鐵的強度和剛度，且耐腐蝕、耐高溫。單束能吊起1噸重量，自己卻輕而韌，是十足的“優等生”。

一軸高性能大絲束碳纖維

用在汽車上，大絲束碳纖維的強度是鋼的7—9倍，密度僅鋼的1/4。用它做汽車車身、底盤、內飾等部件，整車可減重30%—50%，達到降油耗、提升續航能力的效果。當用于機身、機翼、尾翼等主承力結構，可減重20%—40%，飛機飛得更遠。同時，大絲束碳纖維抗疲勞、耐腐蝕，降低維護頻率與成本。當用它做成風電葉片，能加強葉片的抗彎曲、扭轉變形能力，抗臺風更穩、發電效率更高。

軌道貨運車輛大絲束碳纖維活動頂蓋

過去，我國碳纖維產業以單束1000—12000根的小絲束為主，生產成本高、價格昂貴，嚴重制約規模化應用。而由單束4.8萬根以上纖維構成的大絲束碳纖維性價比高，在同等性能下，可擺脫小絲束碳纖維價格高帶來的應用局限。目前，其全球需求量已超過小絲束碳纖維，是碳纖維普及應用的主流趨勢，但相關技術長期受制于國外封鎖，國內面臨性能低、生產穩定性差、下游配套不足等三重瓶頸。

我們依托自主創新，突破了干噴濕紡制備技術和成套裝備，實現48K高性能（T700級）大絲束碳纖維穩定量產。拉伸強度顯著提升，成本降低約20%。過去被嚴格封鎖的成套裝備，如今已完全自主可控。

高端機床大絲束碳纖維中載高速智能型傳動軸測試現場

攻克“原材料”只是第一步。我們還在復合材料應用環節進一步攻克大絲束碳纖維復合材料在成型過程中性能“縮水”的難題，研發出低黏度、高浸潤性的樹脂體系，并根據不同應用需求賦予耐高溫、防腐蝕等功能，使大絲束復材在加工過程中性能穩定可靠。

該技術已應用于航天火箭發動機殼體、航空無人機艙段、船舶無人艇殼體、軌道交通貨運車輛頂蓋、高端機床碳纖維傳動軸等五類代表性產品，均通過關鍵性能驗證，具備量產條件。未來，我們將繼續推進大絲束碳纖維在航空航天等關鍵領域的應用，并加強下游配套建設，形成產業集群效應。

大眾點評

大絲束碳纖維主傳動軸，可替代國外中高端產品

講述人：武重集團正高級工程師楊應虎

機床加工零件時，主軸轉得越快、越穩，加工精度和效率就越高。最早我們用鋼制主動軸，轉速提上去就容易產生振動，難以滿足更高轉速需求。十多年前，我們開始將部分鋼制主傳動軸換為小絲束碳纖維軸，雖然機床的轉速和效率都有很大提升，但進口價格高、周期長，軸管的核心制備工藝還被國外企業壟斷。

高端機床大絲束碳纖維輕載高速型傳動軸

作為制造機器的“機器”，我們生產的工業母機是國家重器的基石，關鍵核心零部件必須實現自主可控。

近年來，我們與武漢理工大學團隊密切合作，創造性地開展大絲束碳纖維主傳動軸的研發應用，采用48K大絲束碳纖維進行軸管制備，并通過簡化編組流程、優化工藝參數，既保留了小絲束碳纖維軸質量輕、剛性高的核心優勢，更在工藝效率上實現質的飛躍，實現了制備工藝的全自主可控。

在應用測試中，大絲束碳纖維主傳動軸的表現亮眼，它主要應用于龍門銑床、鏜床等工業母機的滑枕部件，承擔主軸高速旋轉傳動功能，在空運轉測試及切削試驗中，完全滿足使用要求甚至超越現有水平，可成功替代國外中高端小絲束碳纖維軸管使用。我們將進一步與武漢理工大學合作，推廣大絲束碳纖維主傳動軸的系列化設計與應用。

矢志創新，銳意突破

我校科研團隊

在高性能大絲束碳纖維領域

突破國外技術封鎖

實現關鍵技術自主可控并落地應用

充分彰顯了武漢理工的科研擔當

愿更多武漢理工人接續奮進

勇攀科技高峰

在科技自立自強的道路上

貢獻更多武漢理工智慧與力量！

武漢理工大學融媒體中心

來源：長江日報

編輯：李穎

責編：朱可馨 毋怡瑤

審稿：黃嵩