2016年11月11日 星期五 09:15:33

軍民融合︱2019年軍民兩用纖維新材料研發與應用發展論壇在南京召開

36期三半单双中特 www.fslyz.com 發表時間:2019/5/29

5月24—26日,由國家新材料產業發展專家咨詢委員會、中國和平利用軍工技術協會、全聯科技裝備業商會共同主辦的“第四屆軍民兩用新材料大會暨展覽會”在南京召開。大會以“自主創新 · 融合發展”為主題,旨在深入學習貫徹黨的十九大精神,大力實施國家軍民融合發展戰略,打造材料界軍民深度融合發展平臺,實現強國夢和強軍夢。

大會第二天,七個分論壇同時召開。在當前軍民融合逐漸深入的大背景下,軍民兩用纖維新材料、航天材料、金屬材料、電子材料、石墨烯材料、核材料與核設備、5G+折疊屏技術等的發展現狀如何?其在軍民兩用領域有哪些應用?各種材料在具體軍民融合的過程中存在什么問題和難點?應從哪些方面切入促進新材料軍民融合的進程?這些重要議題均融入到了由政府和軍方有關部門、相關新材料及應用領域的權威院士、專家所作的精彩主題報告中。



分論壇中,2019年軍民兩用纖維新材料研發與應用發展論壇由中國化學纖維工業協會、威海光威復合材料股份有限公司共同主辦。bet36體育投注網站副會長、中國化學纖維工業協會會長端小平,中國化學纖維工業協會副會長賀燕麗、陳新偉,bet36體育投注網站科技發展部副主任王玉萍,工業和信息化部消費品司副處長縱瑞龍、原材料司干部趙云松,國家發展改革委產業司干部張曙光,中國兵器工業集團第53所總工程師魏化震、中國軍事科學研究院軍需工程技術研究所副所長張華、威海拓展纖維有限公司總經理叢宗杰、江蘇奧神新材料股份有限公司董事長王士華、中國石化儀征化纖有限責任公司副總經理楊勇、南通強生石墨烯科技有限公司研發總監馬立國、陜西天策新材料科技有限公司首席科學家遲偉東等領導和專家應邀出席論壇。分論壇還吸引了120多位來自軍工集團及其下屬單位、科研院所、高等院校、軍民領域纖維新材料相關企業、投資機構、地方政府部門、產業園區等相關部門的專家、學者代表參與其中。中國化學纖維工業協會副秘書長呂佳濱主持論壇



黨的十八大以來,黨中央、國務院、中央軍委將軍民融合發展上升為國家戰略,要求在更廣范圍、更高層次、更深程度上推進軍民融合,促進國防和國民經濟建設協調發展。黨的十九大報告明確提出,要“堅持富國和強軍相統一,強化統一領導、頂層設計、改革創新和重大項目落實,深化國防科技工業改革,形成軍民融合深度發展格局,構建一體化的國家戰略體系和能力”。

軍民融合發展,軍轉民、民參軍是其兩條主線。在經濟全球化、科技全球化的今天,很多國家都在加快深入推進軍民融合戰略發展,如美、日軍民融合程度已達80%~90%,我國目前軍民融合程度則在30%左右,具有廣闊的發展空間和巨大的開發潛力。

bet36體育投注網站副會長、中國化學纖維工業協會會長端小平指出,在中美貿易摩擦加劇的背景下,軍民融合是難得的機遇,原因基于三方面:一是根據今年協會的春季調研情況,紡織行業民品市場不穩定,訂單下降,但走訪的光威復材和泰和新材生產經營穩中向好,不受影響,甚至可能由于美國對關鍵材料出口的限制未來構成利好;二是國家采取措施拉動經濟、拉動內需,可能在基礎設施建設和軍隊建設等方面加大投資力度;三是軍品市場雖然規模不大,但其市場穩定 、價格穩定、利潤穩定。如光威復材的營收與凈利潤均實現較快增長,主要源于相關業務的穩定增長。


▲端小平


那么,纖維新材料領域軍民怎么融合呢?對此,端小平表示,從協會層面而言,要重點做好三件事:一是開好一次會,即軍民兩用纖維新材料大會,做好一本《軍民融合深度發展纖維新材料與產品推薦目錄》”;二是積極與軍方溝通對接,及時掌握政策動態和需求的變化,推進合作平臺建設等相關工作的開展;三是創造更多的機會,組織國內企業去國外纖維材料領域先進的研發中心、實驗室交流考察,學習先進經驗。從企業層面來說,也需做好三件事:一是材料牽手,產業鏈協作,拿出完整終端產品交給軍方使用;二是積極制定標準,特別是根據指標差異和不同用途制定不同標準,打破國外設置的標準門檻;三是持續研發、開拓提升,耐心等待時機,這方面光威為我們提供了好的范例。

作為支撐國家國防實力、推動科學技術和高端制造進步、服務經濟社會發展的重要力量,新材料已成為國際競爭的重點領域之一。為爭奪科技創新和產業發展的先機,世界發達國家不斷出臺相關政策措施,將新材料產業放到重要戰略地位來優先發展,積極搶占新材料領域的國際競爭制高點。在此背景下,新材料的軍民融合更具有帶動和示范作用。

隨著科學技術的發展,纖維新材料在軍民兩用領域所發揮的作用日益重要。如碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維、生物基聚酰胺纖維等高性能纖維及其復合材料應用于戰略導彈發射設備、航空航天器、人造衛星、戰斗機、單兵防護等方面,不僅能提高各項器材的防御性能,還能提高單兵作戰效率等。為此,業界各相關方應抓住黨中央推進軍民融合發展的戰略契機,加快對軍民兩用纖維新材料的探索腳步,將其落實到一個個具體的建設領域和重大項目上,實現纖維新材料在軍民間的雙向轉化、共享共用,為強國強軍做出貢獻。

在2019年軍民兩用纖維新材料研發與應用發展論壇上,來自全中國兵器工業集團第五三研究所、威海拓展纖維有限公司、中國軍事科學研究院軍需工程技術研究所、中國石化儀征化纖有限責任公司、江蘇奧神新材料股份有限公司、南通強生石墨烯科技有限公司、陜西天策新材料科技有限公司的專家學者聚焦碳纖維、高強聚酰胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、高強高模聚酰亞胺纖維、石墨烯復合纖維、中間相瀝青基碳纖維的研發與應用等情況,分享了各自在軍民兩用領域的積極探索以及在軍民深度融合戰略下協同創新發展的思考和建議。中國化學纖維工業協會在論壇上發布了《軍民融合深度發展纖維新材料與產品推薦目錄(2019年度)》。


軍民融合下碳纖維及先進復合材料技術發展分析

中國兵器工業集團第五三研究所總工程師   魏化震


▲魏化震


魏化震介紹了碳纖維及先進復合材料技術在兵器行業如坦克裝甲車輛、火炮、陸軍彈箭武器、單兵裝備等方面的研究和應用情況,分析了我國先進復合材料發展及其在軍工領域應用中存在的問題,分享了軍民深度融合背景下碳纖維及復合材料技術協同創新發展的思考和建議。

魏化震認為,碳纖維的主要市場是民用領域,在軍用領域雖然市場容量有限,但非常關鍵!未來陸軍裝備要向著更輕、更快、更遠、更猛、 更堅、更靈以及更可靠、長壽命、低成本化方向發展,碳纖維及先進復合材料憑借其優良特性將發揮最為重要的作用,其用量將會顯著增加,特別是陸軍裝備領域將成為碳纖維及先進復合材料最廣闊的應用市場。




2017年,中國碳纖維需求共2.35萬噸,有26家碳纖維企業在運行,雖然生產線多,但因單線產能小、性能低,其中1.61萬噸依靠進口而來??杉?,我國碳纖維尚未完全實現自主保障。這是由于碳纖維特別是高品級碳纖維存在性能和質量穩定性、成本高、復合材料設計基礎弱和高效低成本化工藝有差距等問題,兵器行業和民用領域不敢用、用不起,軍、民用市場需求量受到限制,難以維持纖維規?;?,難以形成良性循環。

鑒于此,魏化震總工程師建議要推進軍民融合、協同創新,具體來說,國家政策機制方面,要分工布局、競爭有序、聯合發展;企業發展戰略方面,要明確定位、協同創新、良性發展,產業鏈延伸一定要慎重;技術產品發展方面,要完善體系、強化基礎、創新發展。同時要重視碳纖維在汽車、軌道交通、體育用品等中高端民用領域,民航客機、小型飛機、無人機等民用航空領域,以及兵器行業陸軍裝備領域中的應用。


國產碳纖維產業化研制及其應用進展

威海拓展纖維有限公司總經理  叢宗杰


▲叢宗杰


叢宗杰總經理介紹了碳纖維的分類、研制工藝及國內外碳纖維的發展歷程,特別分享了光威復材的系列化產品結構,濕法、干噴濕紡及大絲束技術的突破及工程化應用等,重溫了光威復材的民參軍之路,并展望了未來深度軍民融合的措施。

碳纖維屬于國家戰略物資,一直被國外公司牢牢控制,并對中國實行三封鎖。1987年,陳光威先生臨危受命,歷經15年將一個瀕臨倒閉的鄉鎮企業,鑄造成全球最大的漁竿生產企業——“光威”。因漁竿用材被國外“卡脖子“,光威與碳纖維結下不解之緣。十幾年來傾其所有、義無反顧地走上了碳纖維核心技術自主創新的漫漫征途,終為我國研發成功了自己的碳纖維。由此,光威復材旗下威海拓展纖維有限公司,成為中國第一家從事碳纖維研發生產、供應高端碳纖維、使碳纖維裝備國產化的民營企業,從而完善了國產碳纖維的品種品類,且高端國產碳纖維市場占有率超過70%,從而改變了世界碳纖維格局,實現了核心裝備自主保障。

如今,威海拓展已形成比較完善的系列產品結構,如高強系列產品:T300 /T700/ T800/ T1000, 高模系列產品:M40J /M46J/ M50J /M55J ,低成本:T700S /T800S,大絲束 24K。第一代T300級碳纖維基本覆蓋應用復合材料的所有國產軍機,第二代T800級碳纖維、M40J級在國家項目應用評審中位列第一,M55J已順利通過科技部“863”項目驗收,低成本干噴濕紡技術原絲紡速可達500米/分鐘。

對于未來發展,叢宗杰總經理表示,光威復材將繼續加強T1100級高強碳纖維、M65J/M70J級高模碳纖維、自主高強高模碳纖維及碳纖維生產線設備的研制及產業化,加強碳纖維生產用油劑、上漿劑等配套產品產業化,并通過提速、增束和加紡位實現低成本生產,同時從材料保障、生產調整、深度融合、協同創新等方面對推進軍民融合提出了建議。


軍用被裝領域對纖維材料的需求

中國軍事科學研究院軍需工程技術研究所副所長  張華


▲張華


張華副所長針對軍用被裝領域的發展現狀以及現實的國際格局,提出了兩個迫切需要解決的問題:一是現有被裝品種尤其是一些高水平品種的基礎材料進口依賴度高;二是從未來品種的需求角度來說,迫切需要材料性能的全面改善,以保障軍用被裝水平的提升,從跟跑、并跑向領跑前進。他強調,軍方將支持和鼓勵這種基礎性研發,并希望從事相關基礎性研發的企業和科研人員能提供相對成熟的產品,為后勤產品的開發提供支撐。

近幾年,軍用被裝正發生巨大變化,比如即將在“十一”國慶上展示的產品將是今后一段時期內被裝工作的重要方向和軍隊新形象建設的基準,希望企業能給予關注。從具體需求來看,軍用被裝領域亟需如下產品:一是高強細旦合成纖維,目前圍繞此軍需工程技術研究所已開始進行差別化研究、輕量化研究和纖維材料綜合評價方法的研究,還需相關企業的進入和支持;二是阻燃材料的開發,打破國外壟斷,提升材料的供應能力和使用性能,提高替代性研究和應用性研究。

張華表示,軍用被裝是軍民融合最早、最充分的領域之一,雙方的融合正從以軍隊科研單位引領向軍事需求牽引轉變。今后軍方將繼續鼓勵有能力的單位承擔軍需產品的研發,合作模式將逐漸轉變為以公開招標的形式為主,有意向的科研協作企業可關注全軍武器裝備采購信息網跟蹤相關項目動態。


《軍民融合深度發展纖維新材料與產品推薦目錄(2019年度)》發布

中國化學纖維工業協會市場推廣部主任  靳高嶺


▲靳高嶺


靳高嶺主任介紹了我國軍民融合深度發展的重大舉措,分析了化纖行業軍民融合重點方向、具體項目,并對發布的《軍民融合深度發展纖維新材料與產品推薦目錄(2019年度)》進行詳細解讀。作為我國具有國際競爭優勢的產業,同時也是戰略性新興產業的重要組成部分,化纖行業的“軍民深入融合”是大勢所趨,軍民雙方需圍繞高端裝備制造、纖維新材料產業、通用纖維材料優勢領域應用轉化等重點方向,共同推進高性能纖維、功能性纖維在安全防護材料中的應用,產業用纖維在軍事野營和運輸裝備上的應用等具體項目。

為了推進軍民融合深入發展,中國化學纖維工業協會在2018年發布的目錄基礎上,繼續重點圍繞航空航天、信息工程、海洋工程、船舶、艦艇、醫療救援、應急搶險、智能服裝、作戰裝備、軍用紡織品等領域,針對具有明顯比較優勢的相關技術與產品,組織信息采集、審選,編制了《軍民融合深度發展纖維新材料與產品推進目錄(2019年度)》(以下簡稱《目錄》),作為軍民融合產業對接、信息交流、項目推介推廣的重點參考。




與上年度相比,今年的《目錄》根據應用范圍將產品分為四大類--單兵防護、軍裝被服、武器裝備、航空航天,同時新增了36個新品種,比如圍繞軍隊換裝全新解決方案,重點推薦了安全防護用高性能阻燃聚酰胺6纖維、原液著色的聚乳酸纖維、功能型全消光高強錦綸66纖維、高強高模聚乙烯醇纖維;圍繞“國產替代、強軍強國“,重點推薦了新型軍用飛機輪胎專用超高強錦綸66骨架材料、超薄絲束預浸單向布和超薄織物、高性能PBO纖維、高性能聚酰亞胺纖維、新型軍用級芳砜綸纖維等。從推薦產品中可以看出,高性能、多功能、智能化、綠色纖維已成為先進制造業、安全與防護、健康與生活、新能源等領域的關鍵材料,將為軍民融合一體化提供保障。


超高分子量聚乙烯纖維在軍用領域的應用

中國石化儀征化纖有限責任公司副總經理  楊勇


▲楊勇


楊勇副總經理介紹了超高分子聚乙烯纖維的結構、性能和應用,分析了其應用難點及國內外的市場情況,并對其未來發展提出建議。超高分子聚乙烯具有Mη>150萬的線性結構,通過凍膠紡絲可實現超倍拉伸,超高分子聚乙烯纖維是目前世界上比強度和比模量最高的化學纖維因其同時具有高模量、高強度,具有極佳的防彈性能,同時具有抗紫外線、耐沖擊、耐切割、耐彎曲、耐磨擦、耐腐蝕、耐低溫等特點。


▲中國石化儀征化纖有限責任公司產品生產裝置


因為這些優異的性能,超高分子量聚乙烯纖維在軍用、繩網、防切割、紡織品等領域應用頗廣,如在單兵防護方面,可用于防刺服、軍用頭套、防刺靴、戰術手套,防爆服、防爆毯,防彈衣、防彈頭盔、盾牌等來防刺防割、防爆防彈;在武器裝甲方面,用于車輛、艦船、飛行裝甲,較之鋼材、芳綸、玻纖等材料,能有效減重,提高搭載能力,提高速度。




超高分子量聚乙烯纖維的分子結構特性決定了其難復合的缺陷,限制了下游應用領域的拓展。目前國內超高強度的高端品種尚未取得突破,競爭多集中于38cN/dtex以下的產品,對于防彈產品的輕量化、舒適化的發展支撐不足。對此,楊勇表示,未來應集中上下游協同力量從三個方面進行改進:一是對纖維進行改性,多種表面處理技術聯合使用,增強纖維復合性;二是作為結構材料和防彈材料,與其他纖維復合使用;三是開發相適應的樹脂基體,拓寬應用領域。


高強高模聚酰亞胺纖維的研發與應用

江蘇奧神新材料股份有限公司董事長 王士華


▲王士華


王士華董事長介紹了聚酰亞胺材料的概念、性能特點,分享了江蘇奧神新材料股份有限公司生產的甲綸Suplon®纖維的性能、研發歷程、核心技術及應用領域等。聚酰亞胺材料是分子主鏈上含有酰亞胺基團的一類高分子聚合物,不同廠家生產的聚酰亞胺纖維性能也各有特點,其共性特點為耐高溫,耐溫范圍-260~260℃;耐燃燒,極限氧指數為34%~38%;高溫碳化不熔滴;耐化學性能好;耐輻照性能優異。

王士華談到,從2012到2018年,奧神承擔了國家“863計劃”項目“高強高模聚酰亞胺纖維制備關鍵技術”中的干法紡絲工藝路線,啟動了高強高模聚酰亞胺纖維的產業化開發項目,實現了100噸高強高模聚酰亞胺長絲的量產。在此期間,奧神掌握了性能優異的分子結構設計及高效合成,高粘、高均勻性合成裝置制造,干法紡絲技術,高精密熱處理纖維微結構控制技術等核心技術。




如今,奧神擁有全球首條干法紡聚酰亞胺纖維千噸級生產線,擁有完全自主知識產權,甲綸Suplon®是其產品的注冊商標。甲綸Suplon®纖維主要產品(耐熱型短纖、長絲,高強型長絲)可用于特種繩纜、個體防護、電工電子、結構材料等領域,如機械結構用纜繩、船用纜繩、軍用繩纜、降落傘索 、浮空器系留纜,阻燃防刺防彈服、防彈頭盔、防切割手套,耳機線、光纖維受拉結構件、核等條件下的特種電纜護套,高強高模聚酰亞胺長絲增強復合材料可用作宇航、火箭和飛機、高鐵的結構材料,減輕重量,增加有效載荷,節省燃料動力。


石墨烯高抗切割、高阻燃復合纖維在特種防護領域的應用

南通強生石墨烯科技有限公司研發總監  馬立國


▲馬立國


馬立國介紹了石墨烯的獨特性能,分享了南通強生石墨烯科技有限公司石墨烯復合材料的研究歷程及應用情況、品牌建設之路,并展望了公司未來發展遠景。石墨烯是本世紀最具顛覆性的新材料,是世界上最薄卻也最堅韌的材料,石墨烯單原子層二維片狀結構,使得石墨烯在許多方面具有奇特的性能,將石墨烯與普通纖維復合,可賦予其抗菌、抗螨蟲、強散熱、抗切割、抗靜電、抗紫外線、遠紅外發熱和阻燃等特殊功能,產品可廣泛應用于面料、服裝、家紡、針織等紡織品。

強生的石墨烯生產,采用常溫、常壓新工藝技術,流程短、產率高、無污染,是全球創新、領先的石墨烯制備技術之一。經第三方權威機構表征檢測,已達到國際先進水平,并獲得多項國家發明專利。強生凱瑞納石墨烯纖維采用全新噴絲工藝制成的石墨烯功能性復合纖維,實現了綿綸、滌綸、高分子聚乙烯長絲和短纖的復合纖維從中試到批量生產的跨越。目前已進入批量化生產階段,月產能為200噸,每一批產品均經過權威機構檢測,性能指標全都達到優異水平。目前,強生正在主持制定《石墨烯錦綸6短纖》、《石墨烯纖維——石墨烯的定性、定量分析》。

對于強生凱瑞納石墨烯未來的發展,馬立國表示,一是繼續加強石墨烯作用機理和終端應用的研究,引進消化最前沿技術。二是全力推進品牌建設,力爭用3-5年,使強生凱瑞納石墨烯成為國際特種紗線著名品牌。三是全面、全力地拓展國內外市場。近期,強生通過法蘭克福、芝加哥等國際纖維展,已積累了200多家客戶,目前保持密切聯系溝通的已有45家,已簽訂合作意向的有9家。


中間相瀝青基碳纖維及原料的制備研究進展

陜西天策新材料科技有限公司首席科學家  遲偉東


▲遲偉東


遲偉東介紹了中間相瀝青基碳纖維(MPCF)的概念、性能特點、應用實例,對比了國內外MPCF研制現狀及趨勢,分享了陜西天策新材料科技有限公司MPCF的研究進展、工程化進展及研制成果。MPCF是一種含碳量大于99%的高性能碳纖維,原料中間相瀝青來源于石油煤焦油、萘或木質素等,經紡絲、不熔化、碳化、石墨化工藝制備而成。




MPCF具有超高模量、超高熱導率、低熱膨脹系數三大特點。高性能MPCF具有更高的模量、導熱系數和低膨脹系數,是最好的功能與結構一體化材料之一。它與PAN基碳纖維在性能上相互補充,可以將碳纖維的應用拓展到更廣空間。高性能MPCF增強樹脂基復合材料具有更高的模量、更好的尺寸穩定性,可以滿足大型空間機構的更高精度要求,如可用于人造衛星關鍵部件、光學結構件、機器人手臂等高精密裝備、車輛輕型化、建筑橋梁補強、CFRP建筑支架、高端高爾夫球桿等運動器材。




目前全球僅有日本三菱(MCC)、日本石墨纖維(NGF)、美國氰特(Cytec)三家公司可以生產高性能MPCF,合計產能1410噸/年,貨品供不應求,都在籌劃擴產。中國MPCF已進入產業化發展的初級階段,各個領域對其需求日益迫切,隨著MPCF研發的深入,其應用領域將逐漸擴大。制約MPCF成本及產量的原料中間相瀝青,也得到了各廠家和科研院所的關注,并成功實現了性能和工藝均滿足要求的高性能可紡中間相瀝青的小試制備。遲偉東表示,陜西天策已打通中間相瀝青基碳纖維產業化工藝路線,并開展了原料制備、應用研究等工作,具備了產業化放大的條件,可望通過加強上下游產業合作,優勢互補,強強聯合,推動MPCF產業健康平穩發展。

無論是軍轉民還是民轉軍,其核心都需以應用需求牽引科技創新。我國的高性能纖維材料中,民用多于國防應用,需借鑒國外“軍民融合” 的成功經驗,制定適宜我國國情的發展戰略,同時結合我國軍民兩用纖維向高效化、高性價比、綠色化、輕質化、系統化、標準化發展的趨勢,引領纖維新材料的發展方向,使高性能纖維進入快速發展階段,以應用需求牽引纖維開發,創建產學研用結合的研發系統,注重應用開發和應用服務,上下產業鏈聯合,建立系統的標準化技術體系,以實現可持續發展。


01234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969736期三半单双中特99