《三體》“飛刃”破壁：華陽(yáng)、中復(fù)神鷹等的遠(yuǎn)征

《三國(guó)演義》中，趙云手持曹操那把“削鐵如泥”的青釭寶劍，在長(zhǎng)坂坡七進(jìn)七出如履平地，救下阿斗的橋段至今讀來(lái)仍覺蕩氣回腸；看過(guò)《三體》的朋友，想必也對(duì)其中切割巨輪如裁紙般的“飛刃”留下了深刻印象。

雖然一個(gè)是民間演義，一個(gè)是科幻小說(shuō)，但也從側(cè)面反映出：材料在產(chǎn)品性能中具有決定性地位。它不僅決定了產(chǎn)品的優(yōu)劣，甚至關(guān)乎使用者的身家性命。

這不是危言聳聽：1912年北大西洋的寒夜中，“泰坦尼克”號(hào)與冰山那致命一吻的背后，正是因?yàn)楫?dāng)年船用鋼材在低溫下的“冷脆性”，讓一場(chǎng)普通的碰撞演變?yōu)榍в嗌谋琛Ｊ聦?shí)上，材料的突破不僅體現(xiàn)在硬度或強(qiáng)度上，更在于其綜合性能的極限跨越。而這，正是現(xiàn)代材料科學(xué)（如碳纖維技術(shù)）所致力攻克的核心。

近日，中國(guó)科學(xué)院相關(guān)研究所聯(lián)合企業(yè)歷經(jīng)多年努力，將“飛刃”變成了現(xiàn)實(shí)。這不僅打破了國(guó)外的技術(shù)封鎖，也為我國(guó)商業(yè)航天等領(lǐng)域的未來(lái)提供了堅(jiān)實(shí)的材料支撐。

現(xiàn)實(shí)版“飛刃”，

怎樣煉成？

據(jù)央視財(cái)經(jīng)最近等報(bào)道，中國(guó)科學(xué)院山西煤化所磨劍數(shù)十年，與有關(guān)公司聯(lián)合打造出國(guó)產(chǎn)T1000級(jí)高性能碳纖維，正是現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用性能最接近“飛刃”的超強(qiáng)材料。而合作的上市公司，則是山西本地的一家老牌煤化工企業(yè)——華陽(yáng)股份！

消息一出，上周五（1月16日），公司的股價(jià)開盤沖高，此后有所回落，午后強(qiáng)力拉升，收盤上漲6.49%，總市值逼近320億元。而類似碳纖維業(yè)務(wù)的企業(yè)（例如中復(fù)神鷹、光威復(fù)材等）午后同樣強(qiáng)力拉升！

在此不妨先做一些科普：碳纖維被稱為材料界的“黑色黃金”。它比同樣粗細(xì)的鋼鐵強(qiáng)好幾倍，一根鉛筆芯粗細(xì)的碳纖維，能輕松吊起一輛小汽車，而它的重量卻只有鋼鐵的1/4左右，因而在一系列尖端領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。

就以現(xiàn)在的“當(dāng)紅炸子雞”商業(yè)航天為例，核心是追求可靠前提下的極致性價(jià)比。發(fā)射成本常按“每公斤重量”計(jì)算，火箭自身結(jié)構(gòu)每減重一公斤，就能多搭載一公斤的“付費(fèi)乘客”（衛(wèi)星），可見材料的重要性！

“微光啟航”公司旗下的“微光一號(hào)”，正是利用碳纖維的輕薄，實(shí)現(xiàn)了箭體90%結(jié)構(gòu)的碳纖維化，較傳統(tǒng)金屬材料減重25%-30%，此項(xiàng)技術(shù)為火箭帶來(lái)10%的運(yùn)力提升和25%的經(jīng)濟(jì)效益提升。標(biāo)志著中國(guó)商業(yè)航天正式邁入“材料與動(dòng)力雙驅(qū)動(dòng)”的2.0時(shí)代。

碳纖維的性能，可以從T（強(qiáng)度）和M（模量）兩個(gè)角度來(lái)衡量：“T”后面的數(shù)字越大，抗拉的能力越強(qiáng)，有T300、T800、T1000等；“M”后面的數(shù)字越大，抗變形的能力越強(qiáng)，有M40、M55J、M60J等，數(shù)字越大，加工的難度也越大。

以這次國(guó)產(chǎn)化的 T1000為例：每一股有12000根單絲，單絲直徑不到頭發(fā)絲的十分之一；卻強(qiáng)到逆天，這樣1米長(zhǎng)的碳纖維只有0.5克重，抗拉強(qiáng)度超6600兆帕，能拉動(dòng)約200公斤的重物也不會(huì)斷，相當(dāng)于3個(gè)成年人的重量，是鋼材料的7到8倍。這種性能讓工程師敢于用更輕的材料去挑戰(zhàn)極端環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)火箭可回收復(fù)用、衛(wèi)星小型化等技術(shù)路徑的基礎(chǔ)。

“黑色黃金”可不是說(shuō)說(shuō)玩的：性能強(qiáng)出天際的同時(shí)，T1000的加工難度，比普通碳纖維高了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，用“分子上繡花”形容一點(diǎn)也不過(guò)分，因此在很長(zhǎng)的一段時(shí)間，其加工技術(shù)一直被少數(shù)國(guó)家壟斷！

據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)，負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的中科院山西煤化所研究員張壽春表示，2005年前后，他曾去國(guó)外參加一個(gè)展會(huì)，當(dāng)時(shí)日本碳纖維公司的展臺(tái)上，擺滿了各類碳纖維產(chǎn)品。張壽春想湊上前去看一看，參展方一看他們戴著中國(guó)的胸牌，立刻阻止了他們。

也正是從那年春天起，該所臨危受命，承擔(dān)國(guó)家急需的宇航級(jí)T300碳纖維生產(chǎn)任務(wù)。此后，隨著我國(guó)高性能碳纖維技術(shù)獲得突破，T300、T700、T800等碳纖維逐漸實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，直到2016年開始研制T1000，終于修成正果。

為什么T1000加工起來(lái)這么難？其核心難度在于要在納米尺度上實(shí)現(xiàn)近乎無(wú)缺陷的完美結(jié)構(gòu)，并將這一極致要求在數(shù)百道精密工序中穩(wěn)定、批量地實(shí)現(xiàn)。具體體現(xiàn)在三個(gè)幾乎苛刻的層面：

首先在于制造“完美晶體”的難度：要求將數(shù)以億計(jì)的分子鏈，像排列鉆石的晶格一樣，梳理成高度定向、緊密規(guī)整、缺陷極少的微觀結(jié)構(gòu)。任何微小瑕疵都會(huì)在受力時(shí)成為斷裂起點(diǎn)，導(dǎo)致強(qiáng)度暴跌。由此對(duì)生產(chǎn)環(huán)境有著極為“變態(tài)”的要求，甚至不亞于芯片晶圓廠，稍有不慎，整批產(chǎn)品報(bào)廢！

制造工藝是極限精密的系統(tǒng)工程。整個(gè)過(guò)程涉及上千個(gè)參數(shù)（溫度、張力、速度等）的毫厘級(jí)精準(zhǔn)控制。必須使用更先進(jìn)的“干噴濕紡”等尖端工藝，其核心設(shè)備（如噴絲板）的制造精度本身就是極高壁壘。工欲善其事必先利其器！

量產(chǎn)更是一道跨越實(shí)驗(yàn)室與工廠的鴻溝。在實(shí)驗(yàn)室做出幾米樣品和工廠連續(xù)生產(chǎn)性能一致的幾千上萬(wàn)米產(chǎn)品，是兩回事。保證每一批、每一米都達(dá)到頂尖性能的穩(wěn)定性，是技術(shù)和工程管理上的終極挑戰(zhàn)，需要長(zhǎng)期的工業(yè)數(shù)據(jù)積累和體系磨合。

由此可見，T1000的突破不僅僅是配方，更是對(duì)一個(gè)國(guó)家高端精密制造與系統(tǒng)工程能力的終極認(rèn)證。現(xiàn)實(shí)版的“飛刃”，終歸要靠高科技實(shí)現(xiàn)，下一步的目標(biāo)，將是更加抗拉的T1200，T1500！

高端碳纖維，

全面開花

正如本文開頭所言，雖然“飛刃”——T1000的主導(dǎo)設(shè)計(jì)方是中科院 煤化所，但是將它從實(shí)驗(yàn)室搬進(jìn)生產(chǎn)車間的，卻是上市公司華陽(yáng)股份。而該公司，在碳纖維領(lǐng)域同樣有著深厚累積，方可當(dāng)此大任！

中科院煤化所主導(dǎo)的是“技術(shù)突破與實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證”，自2016年起，歷時(shí)8年攻克第二代“干噴濕紡”工藝，解決了“強(qiáng)而不韌”等核心問(wèn)題。同時(shí)提供技術(shù)方案：負(fù)責(zé)從原料配方到核心工藝的全套實(shí)驗(yàn)室技術(shù)。

華陽(yáng)股份主導(dǎo)的則是工程放大、穩(wěn)定量產(chǎn)與市場(chǎng)開拓。具體來(lái)說(shuō)，其通過(guò)旗下山西華陽(yáng)碳材科技有限公司，與煤化所共建千噸級(jí)（一期200噸/年）示范產(chǎn)業(yè)線。

技術(shù)有了，下一步就是攻克量產(chǎn)穩(wěn)定性難題：據(jù)科技日?qǐng)?bào)，在2025年9月的調(diào)試關(guān)鍵期，團(tuán)隊(duì)在極端環(huán)境下排查所有設(shè)備，最終定位并解決了一個(gè)流量控制閥選型不當(dāng)導(dǎo)致的穩(wěn)定性波動(dòng)，體現(xiàn)了其工程實(shí)施與精細(xì)管理能力。

同時(shí)推動(dòng)商業(yè)化：集團(tuán)高層明確提出，要將“材料優(yōu)勢(shì)”轉(zhuǎn)化為“市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)”，重點(diǎn)布局航空航天、低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域，要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，強(qiáng)化與上下游協(xié)同，這正是將技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)價(jià)值的關(guān)鍵一步。

母公司華陽(yáng)股份，是山西省屬大型國(guó)企“華陽(yáng)集團(tuán)”旗下的核心上市平臺(tái)。其承擔(dān)T1000碳纖維產(chǎn)業(yè)化這樣的國(guó)家戰(zhàn)略性任務(wù)，正是其作為國(guó)企的責(zé)任與實(shí)力體現(xiàn)。

碳纖維的“高峰”不止T1000一座。本文前面提到，碳纖維的指標(biāo)可以從T和M兩個(gè)維度分析，M級(jí)碳纖維是碳纖維原絲經(jīng)過(guò)預(yù)氧化、碳化后，再進(jìn)一步進(jìn)行石墨化處理制得。因其含碳量更高（>99%），拉伸模量可達(dá)300-600GPa。例如，M55J級(jí)碳纖維模量通常約為550GPa。

相關(guān)資料顯示，M級(jí)碳纖維密度稍高于T級(jí)碳纖維，具備高比模量、耐高低溫、尺寸穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，非常適配太空環(huán)境。根據(jù)預(yù)測(cè)，2030年，我國(guó)商業(yè)航天用M級(jí)碳纖維市場(chǎng)規(guī)模約110億元，2025-2030年CAGR為77.5%。到2035年，M級(jí)碳纖維市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)356億元。

受到技術(shù)壁壘影響，M55J 級(jí)碳纖維幾乎被日本東麗壟斷，其價(jià)格高達(dá)1.5-1.8 萬(wàn)元/kg，是目前主流碳纖維均價(jià)的百倍以上。且在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)M級(jí)碳纖維仍將維持“低產(chǎn)能、高溢價(jià)”的供需格局。

就在1月7日， 中復(fù)神鷹在互動(dòng)平臺(tái)表示，公司創(chuàng)新性的采用干噴濕紡技術(shù)，制備了超高模量M55J級(jí)碳纖維產(chǎn)品，可滿足無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星等對(duì)輕量化與尺寸穩(wěn)定性有嚴(yán)苛要求的高端領(lǐng)域應(yīng)用。公司已完成該產(chǎn)品的規(guī)模化制備技術(shù)及多批次穩(wěn)定量產(chǎn)，產(chǎn)品已通過(guò)初步性能評(píng)估，正在衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域應(yīng)用驗(yàn)證。在打破壟斷方面，中復(fù)神鷹無(wú)疑帶了個(gè)好頭。

至于T系列碳纖維，中復(fù)神鷹同樣具有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：據(jù)中國(guó)紡織整理，其已經(jīng)成功研制出干噴濕紡T1100級(jí)超高強(qiáng)碳纖維，拉伸強(qiáng)度達(dá)7000MPa，拉伸模量達(dá)324GPa，實(shí)現(xiàn)兩百噸級(jí)工程化量產(chǎn)。

和中復(fù)神鷹類似，光威復(fù)材在M級(jí)碳纖維領(lǐng)域精準(zhǔn)卡位衛(wèi)星輕量化賽道，現(xiàn)已在商業(yè)航天領(lǐng)域占據(jù)了重要位置。公司早已官宣，是目前我國(guó)航天衛(wèi)星用高強(qiáng)高模碳纖維的核心供應(yīng)商。

2025年12月15日，該公司在互動(dòng)平臺(tái)中的回答也明確，公司具備為商業(yè)航天提供全系列碳纖維材料及配套服務(wù)的能力，產(chǎn)品覆蓋火箭低軌衛(wèi)星等應(yīng)用場(chǎng)景，其MU系列碳纖維已批量用于衛(wèi)星平臺(tái)。

尾聲

從《三體》幻想到實(shí)驗(yàn)室攻堅(jiān)，從“分子繡花”到產(chǎn)線量產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)碳纖維的突圍之路，正是一部以創(chuàng)新意志對(duì)抗技術(shù)封鎖的微觀史詩(shī)。當(dāng)“飛刃”成真，它承載的已不僅是衛(wèi)星火箭的減重使命，更是中國(guó)高端制造體系挺進(jìn)無(wú)人區(qū)的宣言。

材料革命，無(wú)聲卻磅礴，它重塑著工業(yè)的骨骼，也定義著我們邁向星辰大海的步履輕重。

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