直徑不足頭發絲的十分之一，強度卻達到鋼的5倍以上——這種被稱為“新材料之王”的高性能碳纖維，曾長期被國外壟斷。如今，在山西大同的一條智能化生產線上，國產T1000級碳纖維正被源源不斷地生產出來。

1月10日，記者現場見証了該材料的“變身”：丙烯腈原料在反應釜中先聚合成膠狀原液，再經由擁有幾千個微孔的噴絲板擠出，形成潔白纖細的原絲﹔隨后，絲束在自動化產線上平穩運行，歷經氧化、碳化等工序，顏色由乳白漸變為金黃、深褐，最終成為烏黑發亮的T1000級碳纖維。

這條由中國科學院山西煤炭化學研究所與山西華陽碳材科技有限公司共建的生產線，已於2025年9月產出合格產品，並於同年11月正式投產，標志著我國高性能碳纖維的規模化量產取得關鍵突破。

突破封鎖，煉成“黑色黃金”

碳纖維是一種含碳量超過90%的高強度纖維材料。它比重比鋁輕，強度卻是鋼的5—7倍，在新材料領域素有“黑色黃金”之稱，是航空航天等高端裝備不可或缺的戰略材料。

“T1000級碳纖維是領域內的高端產品，長期面臨日、美等技術封鎖與產品禁運。由於我國過去未能掌握穩定的規模化生產技術，這在相當程度上制約了相關高端裝備的發展。”中國科學院山西煤炭化學研究所研究員張壽春告訴記者。

在完成濕法工藝T300、T700、T800級碳纖維的研制任務后，2016年，張壽春團隊開始向T1000級碳纖維進軍。“每一步都是‘摸著石頭過河’，但新一代自主技術的研發必須大步向前，絕不能退縮。”張壽春說，經過8年多不懈攻關，團隊在激烈的國際競爭中，走出了一條獨特的高端化發展路徑。

“我們研制的T1000級碳纖維，不僅強度達到世界一流水平，還通過獨特的原料配方和干噴濕紡工藝，避免抗壓性能下降，解決了‘強而不韌’問題。”張壽春介紹，“我們的技術能夠生產出性能更均衡的碳纖維，綜合優勢明顯。”

在實驗室的對比測試中，實驗人員將頭發絲與碳纖維單絲並置觀察。數據顯示，他們研制的T1000級碳纖維單絲直徑還不到人頭發絲直徑的十分之一。而在拉力測試中，該碳纖維的抗拉強度超過6600兆帕。“這意味著，一根1米長的碳纖維，就能承受約200公斤拉力，幾乎相當於3名成年男性的體重。”張壽春解釋。

除了極高的強度，新研制的T1000級碳纖維還具備耐腐蝕、耐高低溫等優異特性，在惰性環境中能承受1000攝氏度高溫，在零下180攝氏度的極寒中也能保持性能穩定。

量產攻堅，跨越“轉化鴻溝”

然而，實驗室的成功僅是起點。從中試裝置到規模化生產，又面臨著更為艱難的工程放大挑戰。

“最難的是如何實現穩定生產。”張壽春說，T1000級的強度比T800級要高10%—20%，對工藝精度和設備穩定性的要求大幅增長，任何微小波動都可能導致產品不合格。

2025年9月，生產線調試進入關鍵期，產品性能雖已達標，穩定性卻出現波動。為了揪出根源，團隊經歷了難忘的一個月。當時，聚合車間尚未啟用空調，“秋老虎”天氣讓室內體感溫度逼近50攝氏度﹔而紡絲車間則需要低溫環境，異常寒冷。團隊成員每天要在兩個車間穿梭十幾趟，反復排查設備。

“一會兒熱得穿不住外套，一會兒又冷得不行，每天在‘冰火兩重天’裡爬樓，腿都軟了。”張壽春回憶。團隊汗流浹背地檢查每一個閥門與儀表，最終鎖定問題根源——一個流量控制閥選型不當，導致了局部工藝環境的細微不穩定。更換部件后，穩定性難題迎刃而解。

2025年11月中旬，當連續10多個批次的性能檢測報告均顯示完美達標時，整個團隊倍感欣慰與激動。一年的高強度奮戰，終於迎來碩果。

如今，T1000級碳纖維穩定量產，標志著我國在該領域實現了從“跟跑”到“並跑”的關鍵跨越。它將被廣泛應用於國防軍工、航空航天、軌道交通、新能源及低空經濟等領域，對保障國家戰略物資安全具有深遠意義。

面向未來，張壽春團隊的目標清晰：研發強度更高的T1200級碳纖維，並推動其產業化，同時不斷拓展下游應用，讓“新材料之王”在更廣闊的天地綻放光彩。（本報記者陸成寬）

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