


一、国际国内碳纤维技术创新现状
碳纤维是制造先进复合材料的重要增强材料,强度高、抗摩擦、耐腐蚀,可广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、军工、体育休闲等领域。
(一)国内碳纤维技术的起步
自诞生以来,高端碳纤维复合材料技术长期掌握在发达国家手中。为了摆脱核心技术受制于人的局面,我国在2000年后开始大力发展碳纤维产业,并将其列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。但我国碳纤维产业缺乏具有自主知识产权的核心生产技术,工艺技术的多元化体系建设尚不完善,原丝生产的技术路线单一,生产工艺稳定性差,生产过程能耗、物耗偏高,成本居高不下。同时,由于起步较晚且碳纤维产业准入门槛较高,国产碳纤维产业创新团队力量不足,原始创新能力相对较弱,导致国产碳纤维表现出产品性能稳定性、可靠性差,与树脂产品复配的应用工艺性差,高端产品产业化水平低,与国际同类产品差距较大。
虽然国内在碳纤维复合材料产业的技术研发和创新方面的能力还比较落后,技术研发热点和趋势追赶不上国外发达国家,产业整体呈现发展不均衡、地区技术专利总量偏小等问题,但是整体发展趋势依然强劲。
(二)国内外航空航天领域碳纤维的技术创新
以航空航天领域碳纤维技术创新为例。航空航天是国际碳纤维应用的传统市场,几十年来,航空航天领域的碳纤维复合材料用量稳步增长。美国等发达国家先后开发了碳纤维-酚醛防热复合材料、高强高韧碳纤维-环氧复合材料、耐高温碳纤维复合材料等系列产品,广泛应用于战略导弹、运载火箭、先进战机、卫星、飞机发动机导向叶片、机翼和涵道部件等。碳纤维已成为航空航天、尖端武器装备必不可少的战略基础材料。国外碳纤维复合材料在战斗机、直升机、无人机上的用量早已达到或超过机身总重的50%,波音787“梦幻航线”和空客A350XWB宽体客机上,碳纤维复合材料主、次结构件重量占比也已达到50%。碳纤维复合材料的使用大大的减轻了机身质量,提高了飞机燃油经济性。
经过长期努力,我国航空航天用碳纤维复合材料技术逐渐成熟,先后发展出了酚醛、环氧、双马、聚酰亚胺等多种树脂基体,构建了碳纤维-酚醛烧蚀防热和碳纤维-环氧、碳纤维-双马结构承载两大复合材料系列,逐渐进入成熟应用阶段,应用范围和应用比例逐步扩大;建立了预浸料铺层模压、缠绕、热压罐、液体成型等多种工艺手段,并在多种型号上得到应用,形成了较为完备的复合材料设计、制造、检测、应用一体化体系,为我国航空航天事业的跨越发展提供了重要支撑。另外,我国自行研制的碳纤维复合材料刹车预制件,性能已全面达到国外水平。采用这一预制件技术所制备的国产碳/碳刹车盘已批量装备于国防重点型号的军用飞机,并在B757-200型民航飞机上使用,在其它机型上的使用正在实验考核中。
(三)我国碳纤维技术的研究和发展
坚持自主创新是发展我国碳纤维的唯一出路。我国一直高度重视国产碳纤维及其复合材料的基础研究、关键技术研发、产业化研究与应用示范。
“十四五”规划和2035年远景目标纲要更是将在碳纤维复合材料领域开展协同应用试点示范和加强碳纤维及其复合材料的研发应用列入其中。“十四五”期间,科技部启动了“先进结构与复合材料”重点专项,将支持树脂基碳纤维复合材料的开发及应用技术。针对工业领域低成本规模化应用需求,开展大丝束碳纤维、织物和大克重预浸料等低成本材料和高效制备技术研究及大型主承力结构制造工艺和性能验证,实现工程化示范应用。针对轨道列车高速化运行要求,开展碳纤复材关键承力构件三维自动编织、自动固化成型及其精密机械加工等研究,完成性能验证及上车应用。
同时,“碳纤维及其先进复合材料”也被列入科技创新2030“重点新材料研发及应用”重大项目实施方案任务方向之一,重点开发第三代先进复合材料用基体树脂制备及工程化技术、第三代先进复合材料成型及应用等新技术,实现国产碳纤维复合材料在能源、交通、工业装备、基础设施建设、健康等领域规模应用。
此外,国家还积极推动组建碳纤维及其复合材料国家技术创新中心,其中包括碳纤维技术研发与创新平台、碳纤维复合材料与应用研究平台、碳纤维中试和孵化平台、碳纤维行业测试与标准平台。通过政府引导,企业牵头,凝聚我国碳纤维及复合材料企业、高校和科研院所,开展集智攻关,集中突破全产业链共性技术,支撑碳纤维及其复合材料企业实现技术、工艺设备和产品创新。
总体而言,国内碳纤维复合材料产业技术研发和创新的潜力巨大,发展前景较好。
二、我市碳纤维产业人才和技术情况
(一)我市碳纤维领域技术创新能力
我市碳纤维产业技术创新能力主要体现在创新成果数量和质量两个方面。从知识产权科获悉:江西碳诺科技有限公司 1发明专利申请中,1授权实用新型和外观设计专利、新余市纳仕达碳纤科技有限公司6授权实用新型和外观设计专利。可见,我市碳纤维产业知识成果转换能力较弱,成果数量主要指与地区的年度专利申请数量有关,主要包括专利产出、申请专利增长率以及技术范围指标。成果质量指标主要有发明专利指标和引证率指标。相对而言,成果质量指标比数量指标更能体现产出能力。因为发明专利的技术创新含量远高于实用新型和外观设计专利,授权也相对有难度。此外,产业技术创新的发展不仅需要内部环境支持,还要考虑外部环境的影响。
(二)我市部分碳纤维企业发展现状
江西碳全新材料有限公司成立于2022年1月13日,项目地址位于赛维大道以北,西城大道以西地块,项目目前正在建设中,项目用地总面积约210亩,总建筑面积约 15.5万m2,计划建设17栋厂房,工业用地主要用于碳纤维产业园建设。碳纤维产业园是一家汇集各类碳纤维制品公司聚集地,致力于打造一个完整的高尔夫产业链及国内一个相对齐全的碳纤维制品园区。目前有江西碳诺科技有限公司,江西奕阳运动用品有限公司,新余市翰彩体育用品有限公司,新余优仕科运动用品有限公司,江西求华复材科技有限公司等多家碳纤维企业入驻。其中江西奕阳,新余翰彩,新余优仕科为高尔夫制品生产厂商,江西碳诺为碳纤维制品及原材料生产厂商主要产品有碳纤维预浸布,玻纤预浸布、冰曲、登山杖、高尔夫等产品,江西求华为碳纤维制品生产商主要产品有羽毛球拍、网球拍等。各家公司均有自己的研发团队,部分公司也都有自己的专利产品及生产工艺专利,各公司也都在自己的行业专业领域不断创新突破,其中江西求华也是匹克羽毛球拍网球拍生产研发基地。
新余市纳仕达碳纤科技有限公司成立于2012年,总部位于美丽的海滨城市——福建厦门。主要从事碳纤维预浸布、玻纤维布、3K布等原材料生产以及碳纤维高尔夫球杆、登山杆、滑雪杆、冰壶刷、冰球棒、棒球棒、福乐球、箭杆、羽毛球杆、网球杆等碳纤维产品的OEM或 ODM的制作。
江西奥森体育器材有限公司主要经营一般项目:高性能纤维及复合材料销售,高性能纤维及复合材料制造,玻璃纤维及制品制造,合成纤维销售,合成纤维制造,纤维素纤维原料及纤维制造,塑胶表面处理,体育用品及器材零售,体育用品制造,日用百货销售,化工产品生产,化工产品销售,五金产品批发,专用设备制造,机械设备销售。
三、加快我市碳纤维企业发展的对策
为共同解决制约碳纤维产业发展的技术瓶颈,加快技术成果在产业链间的转移和转化,有效提高碳纤维产业的整体技术水平,助力我市碳纤维企业发展,形成我市碳纤维产业的整体优势。提出以下对策。
(一)提升产业创新能力
提高企业自主创新能力。发挥企业创新主体作用,围绕现代产业体系建设,加快推进重点企业创新平台项目。探索跨界融合、开放共享的集成创新模式。拓展主营业务领域,做大企业规模。鼓励龙头骨干企业发起成立产业链集成创新联盟,搭建面向全社会的产学研用技术创新平台,鼓励企业开展重大科研项目“揭榜挂帅”、建设新型研发机构,不断壮大碳纤维产业集群创新驱动内核。
(二)坚持“产、学、研、用”相结合的原则
我市新能源、新材料企业创新能力虽有很大的提高,但人员结构、项目、技术水平等方面仍然继续改善和提高,要通过加快产学研用各个环节的链接结合,通过政府引导,凝聚碳纤维及复合材料企业、高校和科研院所,集中突破全产业链共性技术,突破涉及国家长远发展和产业安全的关键技术瓶颈,支撑碳纤维及其复合材料企业实现技术、工艺设备和产品创新。注重工程化及产业化企业推广、转移、孵化科研成果,做好关键材料的进口替代工作,切实解决关键材料受制于人的问题。畅通高校、科研机构、企业三者之间沟通渠道,持续加大研发投入,形成技术创新合力。
(三)强化政策落实,优化产业结构
加大科技型企业培育。组建高新技术企业、成长企业备选库,进行“一对一”重点跟踪服务,培育一批碳纤维领域的国家科技型中小企业、高新技术企业、高成长性科技型企业;加快建设孵化器、众创空间等创新孵化载体,推动一批高新技术企业和高成长性科技型企业进入碳纤维行业。出台相应的政策措施,加快结构调整步伐。促进碳纤维行业整体素质的提高和经济效益的增长。
(四)完善科技人才政策
进一步健全科技人才激励制度,坚持以科技项目为抓手, 积极推荐省级以上科技人才项目,有针对性地在高校、科研院所和重点企业培育创新人才及团队;注重发挥人才对科技创新发展的能动作用,深化和完善科技特派员创新创业工作机制,调动科技人才的积极性、主动性、创造性,增强创新创业活力;持续做好企业技术人才需求征集工作,紧密联系高校科研院所,为企业做好牵线搭桥,切实帮助企业引进一批紧缺高层次创新型科技人才,为碳纤维产业发展解决一批技术难题。
供 稿:市科技局 敖小菊 敖斯斯 欧阳鹏
编 辑:黄 诏
校 对:袁海平
审 核:欧阳小清
投稿邮箱:jggwgzh@163.com





