“碳纖維,,碳含量90%以上,在工業(yè)界享有‘黑色黃金’的美譽(yù),。它的強(qiáng)度可達(dá)金屬的5到8倍,,模量可達(dá)金屬的5倍以上,是減重,、增強(qiáng),,耐高溫、耐腐蝕的首選材料,,戰(zhàn)略導(dǎo)彈每減重一公斤,,射程能增加16公里。此外,,它在風(fēng)力發(fā)電葉片和體育器械等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用,。”介紹碳纖維時,,呂春祥總是滔滔不絕,,畢竟在這個領(lǐng)域里,他可是權(quán)威專家,。但在聊起我國碳纖維的發(fā)展史時,,萬般思緒陡然間一起涌上呂春祥的心頭。
“碳纖維是國民經(jīng)濟(jì)和國防安全的戰(zhàn)略物資,,它的制備工藝過程復(fù)雜,、技術(shù)難度大。2000年的時候,,國產(chǎn)碳纖維與國際先進(jìn)水平的差距大概是25年,,到2005年,形勢越發(fā)嚴(yán)峻,,日本,、美國加緊對我國碳纖維技術(shù)和產(chǎn)品的封鎖,導(dǎo)致我國高端領(lǐng)域用碳纖維陷入‘無米之炊’的境地,,當(dāng)時國家給下達(dá)的任務(wù)是——盡快突破宇航級T300碳纖維技術(shù),。”
面對落后就要挨打的局面,,呂春祥臨危受命,,滿腔熱血地帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)接過研發(fā)的重任。他知道,,這項(xiàng)任務(wù)與他們?nèi)粘5目蒲泄?jié)奏截然不同,,將帶來不同尋常的新挑戰(zhàn)?!爱?dāng)時我們大家連‘宇航級’包含哪些性能指標(biāo)都不是十分清楚,,T300碳纖維正處于有鑒定成果沒技術(shù),、有技術(shù)沒產(chǎn)品的狀態(tài),制備幾根絲沒問題,,但是要批量生產(chǎn),,還要滿足極其苛刻的指標(biāo)要求,很難,?!笨梢哉f當(dāng)時面臨的就是絕境,但呂春祥依然以國家利益為重,,面對困難毫不退縮,。
“干了死,總比不干死了強(qiáng),。我就不相信咱中國人造不出自己的高性能碳纖維,?!眳未合榘研囊粰M,,便一頭扎入科研攻關(guān)的任務(wù)中。當(dāng)時的條件太苦了,,夏天光著背,,站在大鍋旁撈一碗面條,大汗淋漓地吃完,,又一頭扎進(jìn)正在建設(shè)的廠房和實(shí)驗(yàn)車間,,即便困難重重,也擋不住大家科研報(bào)國的雄心壯志,。
關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過,。呂春祥馬不停蹄地帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)工藝流程,研制聚合釜,、脫單塔,、蒸汽牽伸機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備,尋找合適的關(guān)鍵配套材料,,確保原絲性能的穩(wěn)定......2007年,,T300碳纖維工程化試驗(yàn)取得階段性成果,批量制品達(dá)到T300碳纖維的基本指標(biāo),?!坝捎诋?dāng)時技術(shù)認(rèn)知水平和技術(shù)裝備水平的局限性,工程化試驗(yàn)線還存在精度不夠,、產(chǎn)能不足的問題,,需要建設(shè)更高水平、更大規(guī)模的工程化試驗(yàn)線,,全面掃清產(chǎn)業(yè)化技術(shù)障礙,?!被貞浧甬?dāng)初的艱難,呂春祥記憶猶新,。
好不容易摸索出的“可能”路徑,,又被新的“不可能”擋住去路。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)隨即進(jìn)入下一攻關(guān)階段——在江蘇揚(yáng)州建設(shè)規(guī)模更大,、技術(shù)水平更高的原絲線和氧化碳化線,。
聚合是碳纖維制備的第一個化學(xué)反應(yīng)工序,紡絲液的合成由于強(qiáng)放熱特點(diǎn),,容易發(fā)生“爆聚”,,影響紡絲液的質(zhì)量,甚至造成嚴(yán)重的事故,,國內(nèi)有這方面的教訓(xùn),。聚合釜是聚合反應(yīng)用的“鍋”。聚合反應(yīng)釜的研制和反應(yīng)控制讓人無從下手,,它對材質(zhì),、結(jié)構(gòu)、耐壓,、防爆,、攪拌、溫控等方面的要求都非??量?。呂春祥等人沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn),只能一步步摸索,。他拿著設(shè)計(jì)方案請高分子化工,、反應(yīng)動力學(xué)、自動控制,、化工設(shè)備等多領(lǐng)域的專家反復(fù)論證,,最終拿下這塊“燙手”的山芋。
“‘光背啃大餅,,蚊子叮屁股,。’就是我們當(dāng)時的生活狀態(tài),。那里夏天特別熱,,我們團(tuán)隊(duì)成員大部分都是北方人,,大家背井離鄉(xiāng),不僅要忍受水土不服給身體帶來的不適,,還要頂著極大的攻關(guān)壓力,,大家通宵達(dá)旦去攻關(guān)一個技術(shù)難題可謂家常便飯?!眳未合榛貞浀?。
在重壓面前,呂春祥帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)堅(jiān)決按照高標(biāo)準(zhǔn),、嚴(yán)要求來推進(jìn)工作,,尤其是在產(chǎn)品成分和穩(wěn)定性方面絕不降格。上百次摸索和試驗(yàn),,上百次跨越難以想象的困難……2008年,,呂春祥和團(tuán)隊(duì)終于啃下了宇航級T300碳纖維這塊硬骨頭,我國也成為國際上第3個具有宇航級碳纖維的國家,。
從2005年立下“軍令狀”到2008年占領(lǐng)“制高點(diǎn)”,,在科研攻關(guān)的3年里,一批批白色的原絲變成黑色的碳纖維,,大多科研人員的發(fā)梢,,也從黑絲熬成了白絲,?!袄^T300碳纖維實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化后,我們團(tuán)隊(duì)又相繼突破了T700,、T800等系列高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù),,并成功實(shí)現(xiàn)了技術(shù)轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化,,保障了國家的高端型號研制,。”呂春祥感慨道,。
如今,,我國碳纖維研發(fā)已經(jīng)突破了發(fā)達(dá)國家的技術(shù)壁壘,呂春祥正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展新一代碳纖維技術(shù)攻關(guān),,與此同時,,他的工作內(nèi)容也多了一項(xiàng),普及碳纖維知識,。他一直認(rèn)為,,科學(xué)普及是科技工作者的天職,科技工作者有義務(wù)承擔(dān)起這份責(zé)任,。
“北京冬奧會上,,中國運(yùn)動員使用的雪車和雪車頭盔就采用了我們研制的T800碳纖維材料,。”作為科技工作者,,呂春祥一直竭力推動山西的碳纖維產(chǎn)業(yè)走在全國前列,;作為全國人大代表,呂春祥每年參加全國兩會都會帶不少由碳纖維材料制成的產(chǎn)品,,包括雪車運(yùn)動員頭盔,、碳纖維纏繞構(gòu)件、3D打印的碳纖維材料,、釣魚竿,、登山杖、羽毛球拍等,,向大家科普碳纖維材料的“前世今生”,,以及我國在碳纖維領(lǐng)域的攻關(guān)史。
此外,,呂春祥還經(jīng)常到一些高校,、中小學(xué)進(jìn)行碳纖維科普宣傳?!疤祭w維耐高溫,、耐腐蝕,在酸里頭,、堿里頭基本不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng),。在惰性情況下,2000度基本不發(fā)生反應(yīng),,在空氣中400度以上緩慢發(fā)生反應(yīng)......”在呂春祥看來,,科學(xué)普及一定要用通俗易懂的語言向大家講解,這樣不僅能為熱愛科學(xué)的青少年打開知識的大門,,也能為廣大群眾打造了解前沿科學(xué)的窗口,。
多年來,呂春祥一直站在科普事業(yè)的一線,,每年他都要利用業(yè)余時間到全國各地做科普和學(xué)術(shù)報(bào)告,。“科研的本質(zhì)是創(chuàng)新,,科學(xué)普及是把科研成果講給公眾,,助力提升公眾科學(xué)素養(yǎng)?!眳未合楸硎?,他會繼續(xù)做好科普宣傳活動,引導(dǎo)更多人走近科學(xué)、愛上科學(xué),。
上下求索,,何懼路漫漫?!疤剿骺茖W(xué)的道路并非坦途,。希望風(fēng)華正茂的科研工作者們在工作中有創(chuàng)新的能力、有創(chuàng)新的思維,、有創(chuàng)新的主動性,,同時有協(xié)作精神、奉獻(xiàn)精神,?!眳未合闀r常鼓勵年輕的科研人員,要有自己的創(chuàng)新思路,,要有不懈探索和追求卓越的精神,,要把國家利益放在最重要的位置,只有沉下心來扎扎實(shí)實(shí)做科研,,才能在“強(qiáng)國復(fù)興有我”的實(shí)踐中綻放絢麗的青春,!才能真正解決國家亟須解決的問題!
科學(xué)導(dǎo)報(bào)記者 魏世杰