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强大的技术优势是九华碳素成长的基石

发布者:admin     作者:    来源:   发布时间:2011-10-18 15:39:42

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        碳纤维,在国际上被誉为“黑色黄金”,它继石器和钢铁等金属后,被国际上称之为“第三代材料”。虽然当前世界经济发展面临重重危机,但是碳纤维的需求仍在升温。除了传统的航空航天领域外,随着国内掀起的光伏产业大潮,碳纤维的新市场正在兴起。由于炭纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、导电和导热等性能,“六五”以来一直是国家重点研发和实施科技产业化的攻关项目。当笔者走进位于湖南湘潭的九华工业园区的九华碳素高科的时候,“黑色黄金”终于在笔者面前揭开了它神秘的面纱。因为世界上只有四个国家能制造炭/炭复合材料,而九华碳素却在其中。
        到九华碳素造访那天,是星期天。当进入到九华碳素花园式厂区内的时候,一位背着手、信步闲庭在绿色环绕小径中的青年人吸引了笔者的目光,从九华员工口中得知他就是九华碳素掌门人——张超的时候,我们的车已经到了他的跟前,果然,和笔者想像中的一样,充满睿智的典型江南人!简短的寒暄之后,即随着张总走进了他的办公室。交换过名片,即发现张总的名片与笔者之前见到的企业老总名片不一样了,设计成中国印的“九华碳素”四个字散发着一股浓浓的文化气息,果不其然,名片上印着:湖南省企业文化促进会副会长等字样。
        张超董事长是位地道的湘潭人,但他在江西省有一份规模非常大的铁矿产业,在2008年江西省评出的48位优秀企业家名单中,有张董和他企业的名字。在颁奖典礼上,他和赛维LDK的彭小峰同样站在了长长的领奖台上,只不过当时一个是以铁矿主的身份,一个以光伏老板的身份。而且,张董的企业离彭小峰江西的老家并不远。但是,九华碳素的创办与这些都没有直接关系,九华碳素更多的还是来自张总的朋友——中国炭/炭复合材料领域专家的指引下创办的。
        湖南九华碳素高科有限公司成立于2006年10月,是一家独立经营核算的民营股份制企业,地处交通便利、区位优势明显的湘潭九华区。湘潭同时属于国家两型社会综合配套改革试验核心区的长、株、潭三城市建设群之一。公司占地30亩,拥有现代化生产车间5000平方米,总资产1700万元。
        公司是专业研发生产销售炭毡、复合毡、炭炭复合材料、泡沫炭等十余种产品。所有产品均可经2200℃以上的高温处理,主导产品为石墨化炭毡,可经2200~2700℃的高温处理。每月的产量可达20吨以上。
在采访过程中,张董详细的介绍了九华碳素的产品及应用在光伏领域的诸多优点。
         聚炳烯腈基石墨毡:优质聚炳烯腈基炭毡经特殊高温石墨化处理后获得的,高温处理时任意两点的温差不会超过50℃,它具有质轻、扰性好,碳含量高、耐高温、高温无挥发,耐腐蚀,导热系数小的性能,并有高度的形状保持性,是高温真空电阻炉,特别适用于半导体的特种材料,制备炉的优良保温材料,也是抗腐蚀的过滤材料。
        硬质复合碳毡:采用特殊工艺整体制成的保温隔热材料,具有密度低,导热系数小,碳含量高,节约能源,热室环境干净、使用寿命长等特点,是一种新型的保温隔热炭材料。主要适用于真空高压气淬炉,低压烧结炉、加压真空烧结炉,使用温度1200~2700℃。
        炭纤维增强炭基复合材料简称炭/炭(c/c)复合材料:它是由炭纤维或织物、编织物等增强炭基复合材料构成。c/c复合材料主要由各类炭组成,即纤维炭、树脂炭和沉积炭。这种完全由人工设计、制造出来的纯碳元素构成的复合材料具有许多优异性能,除具备高强度、高刚性、尺寸稳定、抗氧化和耐磨损外,还具有较高的断裂韧性性和假塑性。特别是在高温环境中,强度高,不熔不燃,仅是均匀烧灼。这是任何金属材料无法比拟的。隔热性好,耐磨损,可用于玻璃器具生产线中。
         炭炭复合材料制成的螺栓、螺杆:强度在石墨螺栓(杆)的10倍以上。复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如炭纤维与环氧树脂复合的材料,其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍,还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性,因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以炭纤维和炭化硅纤维增强的铝基复合材料,在500℃时仍能保持足够的强度和模量。
        整体毡:复合材料增强体的一种,由短纤维呈三维无序分布并用粘接剂黏合而成。常利用气流喷射将短纤维和粘接剂沉积于与复合材料制作形状相应的筛模上经干燥制成。在复合材料的制作中,由于整体毡增强体与复合材料制作的形状相应,纤维能够保持原有方向而不随基体组元流动,因此可以减少纤维在复合材料过程的损伤。九华碳素采用了三维针刺整体预制体,创新设计采用热解炭和浸渍炭复合增密技术,大大的提高了产品性能。
         C/C复合材料在单晶炉中的优点:单晶硅的生产中,一个均匀的热场是非常关键的。单晶炉中传统的保温材料是石墨材料,而石墨材料的缺点如下:石墨在反复高温热震条件下易产生裂纹,微裂纹的存在改变了其热传导性能,时加热时石墨加热器的功率与硅熔体的温度场发生变化;从石墨件中挥发出来的杂质或石墨降解形成的颗粒可能会污染硅熔体。在硅晶体生产过程中,SiO2在石墨件上沉积,该沉积层需要定期清理,使得石墨件需要周期性的更换;石英的热膨胀系数远远小于石墨的热膨胀系数,这使得在反复的加热冷却过程中石墨坩锅受到较大的拉应力作用,只好将其做成多瓣或者沿纵向开槽的圆筒状,使之结构复杂,刚性降低;在拉制大直径的产品时,传统石墨热场产品成型困难,大直径高纯石墨热场产品需要采用冷等静压方法制造,而且要求纯度高,尺寸大于470×430mm的货源完全依靠国外,导致价格昂贵。这也将阻碍我国微电子业的发展。
         采访行将结束的时候,张董也语重心长的对笔者讲道,国内企业更多地习惯于以“用好”作为衡量碳纤维的质量标准,而非以“好用”来满足市场需求。不是想方设法去迎合市场的高要求,而更多的则是让用户迎合自己的生产。导致这种现状的一个主要原因是国内企业没有改变粗放式生产模式,与要求精细化生产的碳纤维工艺要求格格不入。另外,现在的企业产、学、研交流相当欠缺,而碳纤维产业的发展不仅需要产、学、研相结合,而且应延伸至“用”,应该是产、学、研、用有机地相结合,但在现有体制下产、学、研、用这个有机体系尚未真正建立,因而阻碍了国内碳纤维产业的快速发展。尽管国内产业化的装备技术水平还较为低下,但是目前国内各方面对碳纤维重要性的认知越来越深入,依靠科学的指导,我国碳纤维产业化发展必将迎来一个快速发展的时期,中国碳纤维会在不久的将来令世界刮目相看。
        看来,在九华碳素占地30亩的厂区里,张董的明天一定更美好!

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