巴合提·葉斯木汗 趙子海

摘要：碳纖維及其復(fù)合材料是一種新興的國家戰(zhàn)略性材料，廣泛應(yīng)用于航空航天以及兵器等重要的國防工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，不過現(xiàn)階段我國的碳纖維生產(chǎn)技術(shù)同國外發(fā)達(dá)國家相比還有這很大的差距，材料核心技術(shù)和專用裝備水平還比較落后，產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性也比較差，同時還缺少相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、檢測、評價、計(jì)量還有管理等支撐體系，本文則對建設(shè)國家產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試中心的必要性進(jìn)行重點(diǎn)的分析，希望本文所作分析能夠?yàn)橛嘘P(guān)研究人士帶來借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)計(jì)量;測試中心;碳纖維

前言：為了使我國的新材料產(chǎn)業(yè)得到快速的發(fā)展，早在2016年12月，國家工信部等四部委就聯(lián)合發(fā)布了有關(guān)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指南性文件，共計(jì)公布了十個大類的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，碳纖維及其復(fù)合材料就是其中之一，同時還提出了“強(qiáng)化材料產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新體系建設(shè)，建立新材料產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試服務(wù)體系”的相關(guān)要求。所以，應(yīng)該為碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)行計(jì)量服務(wù)模式上的創(chuàng)新，使計(jì)量服務(wù)鏈得到進(jìn)一步的延展，在創(chuàng)新計(jì)量科技水平的基礎(chǔ)上，打造國家碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試中心，使產(chǎn)業(yè)質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。

1.建設(shè)國家碳纖產(chǎn)業(yè)計(jì)量中心是我國戰(zhàn)略性新興材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的需要

碳纖維是戰(zhàn)略性新興材料的一種，因?yàn)樘祭w維在很多重要的國防工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中都有非常重要的用途，比如說航空航天和兵器制造等，西方的一些發(fā)達(dá)國家一直都把碳纖維當(dāng)作是軍用物資，對生產(chǎn)技術(shù)的轉(zhuǎn)讓實(shí)行嚴(yán)格的封鎖。截止到2018年，我國總計(jì)有26家從事碳纖維生產(chǎn)的企業(yè)，其中只有不到3家企業(yè)能夠?yàn)槲覈能姽ゎI(lǐng)域生產(chǎn)出符合軍工標(biāo)準(zhǔn)的碳纖維。2016年我國的碳纖維市場一共需要生產(chǎn)出大約一萬七千噸的碳纖維來滿足軍用和民用的需求，但實(shí)際上我國的實(shí)際產(chǎn)能僅能達(dá)到需求量的兩成左右，其他大多數(shù)都需要依靠進(jìn)口。西方一些發(fā)達(dá)國家銷售給我國的大部分都是一些技術(shù)含量比較低的大絲束碳纖維，而相對的技術(shù)含量比較高的高端小絲束碳纖維基本上都被要求禁止向我國運(yùn)輸和銷售。所以，為了我國的國防領(lǐng)域和民用工業(yè)日益增長的碳纖維需求能夠得到充分地滿足，從戰(zhàn)略層面上就應(yīng)該做好碳纖維產(chǎn)業(yè)的升級發(fā)展與不斷強(qiáng)化，國家也應(yīng)該把碳纖維當(dāng)作是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)，納入到國家的發(fā)展與規(guī)劃工作中來。

2.建設(shè)國家碳纖產(chǎn)業(yè)計(jì)量中心是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要

同西方一些發(fā)達(dá)國家比起來，我國自主研發(fā)和生產(chǎn)的碳纖維在質(zhì)量上還是有一定的差距的。舉個例子，在力學(xué)性能方面，一些發(fā)達(dá)國家，比如說日本和美國等，其生產(chǎn)出來的T1100級碳纖維強(qiáng)度基本上能夠達(dá)到6.6GPa，模量基本上可以達(dá)到324GPa，相比之下即便是我國生產(chǎn)出來的級別最高的T800級，強(qiáng)度也未能超過6.0GPa，模量也未能超過300GPa;在致密性方面，日本和美國這些發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)出來的碳纖維體密度大概是每立方米1.81克，而同樣是我國生產(chǎn)出來的級別最高的T800級碳纖維體密度也未能達(dá)到每立方米1.79克;在產(chǎn)品穩(wěn)定性方面，日本和美國等發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)出來的碳纖維性能，其離散型CV值要比1小，而我國碳纖維的CV值卻比3還要大。由于我國生產(chǎn)出來的碳纖維質(zhì)量還不是非常穩(wěn)定，在一定程度上提高了碳纖維的斷絲率以及廢品率，使得生產(chǎn)成本很難得到根本上的控制，這也是導(dǎo)致碳纖維產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能比較低的一項(xiàng)重要原因。目前，主要有兩方面因素影響了我國碳纖維的質(zhì)量，其中一個是發(fā)達(dá)國家對石墨爐還有碳化爐等關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)封鎖，另外一個更為主要的原因是我國的碳纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)水平還比較落后，在實(shí)際生產(chǎn)的過程總，并沒有對一些比較關(guān)鍵的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的測試，也未能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測與儀器校準(zhǔn)，導(dǎo)致碳纖維在制作過程當(dāng)中的質(zhì)量并不是非常穩(wěn)定。從現(xiàn)階段碳纖維的質(zhì)量情況上看，一定要對產(chǎn)業(yè)計(jì)量中心進(jìn)行建設(shè)，應(yīng)該嚴(yán)格按照產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求對產(chǎn)品計(jì)量中心進(jìn)行建設(shè)，為碳纖維及其復(fù)合材料的生產(chǎn)企業(yè)提供更加有針對性、更加迫切需要的在線關(guān)鍵參數(shù)測試，研究測量技術(shù)、測量設(shè)備，還有材料性能檢測方法，使目前面臨著的技術(shù)瓶頸得到進(jìn)一步的突破。

3.建設(shè)國家碳纖維產(chǎn)業(yè)計(jì)量中心是推進(jìn)產(chǎn)業(yè)制造智能化的需要

因?yàn)槲覈奶祭w維設(shè)備制造行業(yè)發(fā)展的比較晚，目前設(shè)備制造自動化與設(shè)備制造信息化還處于一個起步的階段，自然使得我國的碳纖維制造智能化發(fā)展特別緩慢。其中最主要的一個原因就是，目前仍沒有對碳纖維生產(chǎn)過程中的溫場、風(fēng)場、纖維張力場等重要的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測，也沒有對重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，更沒有對生產(chǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域和關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時在線的跟蹤與控制。所以，國家要求各個碳纖維生產(chǎn)企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)該對智能制造進(jìn)行全面地推進(jìn)，在生產(chǎn)過程中對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的在線采集工作，構(gòu)建產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)工藝的全面精準(zhǔn)控制，使產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提升，同時也使得產(chǎn)品的質(zhì)量能夠?qū)崿F(xiàn)可追溯。

4.建設(shè)國家纖維產(chǎn)業(yè)計(jì)量中心能夠使公共技術(shù)服務(wù)平臺對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐作用得到充分的發(fā)揮

現(xiàn)階段，我國大多數(shù)從事碳纖維有機(jī)材料研究工作的科研院所都在北京和上海這類大城市當(dāng)中，距離碳纖維生產(chǎn)基地的距離比較遠(yuǎn)，因此研究普遍比較偏向理論，沒有實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)業(yè)的高度聯(lián)系，也未能在第一時間實(shí)現(xiàn)對一線工藝生產(chǎn)技術(shù)的追蹤以及研究。目前國內(nèi)也沒有專門從事碳纖維生產(chǎn)過程測試與測量技術(shù)和設(shè)備的系統(tǒng)性研究與開發(fā)的專業(yè)性機(jī)構(gòu)，所以，產(chǎn)業(yè)計(jì)量中心最好應(yīng)該建設(shè)在產(chǎn)業(yè)基地當(dāng)中，可以把產(chǎn)業(yè)園區(qū)當(dāng)作依托，把產(chǎn)業(yè)計(jì)量中心當(dāng)作基礎(chǔ)，把計(jì)量技術(shù)服務(wù)充分融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研制、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品試驗(yàn)、產(chǎn)品使用等產(chǎn)品的全生命周期當(dāng)中。打造專業(yè)的碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試合作聯(lián)盟，使國家的人力資源、設(shè)備資源以及技術(shù)資源都能夠得到充分地整合。

結(jié)語：綜上所述，建設(shè)國家碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的計(jì)量測試中心可以說是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的工作，在建設(shè)計(jì)量測試中心的過程中，首先應(yīng)該建立起一支強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)計(jì)量聯(lián)盟，聯(lián)盟的成員可以包括一些專業(yè)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)、高等院校、科研院所，還有骨干企業(yè)等，為產(chǎn)業(yè)計(jì)量科技創(chuàng)新工作打造一個專業(yè)的服務(wù)平臺，共享開放的計(jì)量技術(shù)資源，使產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)更加縱向深入的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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