[文汇报等]记者走进东华大学实验室领略“黑色黄金”神奇之处 碳纤维，2000℃下纹丝不动
时间:07-26 来源:东华大学 出处:www.daxuecn.com
[文汇报]记者走进东华大学实验室领略“黑色黄金”神奇之处 碳纤维，2000℃下纹丝不动
本报讯 （记者李雪林 通讯员向娟 邱登梅）有一种纤维，只有头发丝的十分之一细，纤维束强度却是钢的4-5倍。它不仅能助力导弹成功飞天，而且用它来造大飞机、汽车、轮船，能大幅减重提速，用它来做自行车、高尔夫球棒、钩鱼竿，又轻又耐用……这种材料就是被誉为“黑色黄金”的碳纤维。日前，记者走进东华大学材料科学与工程学院潘鼎教授的实验室，领略了碳纤维的神奇之处。
实验室里，潘教授剪出一束黑色的碳纤维原丝，拴在200克的砝码上，挂在支架上，然后用2000℃高温的喷火枪对准碳纤维，不仅没有被烧断，而且碳纤维摸上去也不烫，外观一点变化都没有。
“制备碳纤维的过程，简单讲就是‘原丝+碳化’。”潘鼎教授告诉记者。粘胶丝、聚丙烯腈或沥青等有机母体纤维，经过1000℃～3000℃高温的惰性气体处理，结果是除碳以外的所有元素都予以去除。潘鼎教授回忆，上世纪80年代，我国头号战略武器面临最后两项久攻不克的遗留难题。其中一个“拦路虎”就是航天级高纯粘胶基碳纤维。作为洲际导弹弹头防热层关键材料，航天级高纯粘胶基碳纤维的性能、品质直接关系到飞行的质量及成败。因其原料要求极高、制备技术极难，当时只有美、俄两个超级大国拥有。
“难关攻不下，导弹上不了天！”潘鼎教授领衔的碳纤维项目组临危受命，采用棉浆基纤维素为原料，先后攻克了“原丝、工艺、强度、排废”等难关，苦战4年，在碳纤维生产的基础理论、工艺技术和制备等方面获得了突破，成功研制了航天级高纯粘胶基碳纤维，让我国由此成为世界上第三个掌握航天级高纯粘胶基碳纤维研制技术的国家。
为了新材料产业“换代升级”，科学家又投入了聚丙烯腈基碳纤维的持续攻关。和粘胶基碳纤维相比，聚丙烯腈基碳纤维也用于国防军工，但其涉及的民用领域更广泛，不仅飞机、汽车等交通工具可用，建材、医疗器械、体育用品等方面也大有可为。比如飞机，以前多用的是铝合金耗材，有疲劳极限，换做聚丙烯腈基碳纤维材质，不仅机身更轻，飞得更快，更重要的是，强度得以加强，断裂几率大为降低，安全系数也得到很大提高；再比如，沿海城市的空气里盐多，高架桥建造中也用碳纤维，增强了耐腐蚀性；现在已经飞入寻常百姓家的超轻自行车、羽毛球拍也是由碳纤维材料做成的。
预计到2015年，国内碳纤维产能需求将达1.2万吨。因此，碳纤维研究中既要注重基础研究，又要与企业协同创新，实现技术与工艺的创新，“就是既要弄清楚原理，知道‘为什么’，又要搞明白方法，晓得‘怎么做’、‘怎么产业化’”。为此，东华大学与国内最大的民用碳纤维生产企业成立了东华大学—中复神鹰碳纤维工程研究中心，东华大学材料科学与工程博士后流动站等协同创新平台，以提升企业的研发实力。
(来源：文汇报 日期：2012-06-25 作者：李雪林;向娟;邱登梅)
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[上海科技报]与“神奇纤维”打了一辈子交道—— 记东华大学教授潘鼎
有一种神奇纤维，只有头发丝的1/10细，纤维束强度却是钢的4倍到5倍，在2000℃以上的高温环境中纹丝不动；它的研制，不仅助力我国洲际导弹飞天，更在新材料领域刮起一股革命旋风，大飞机、汽车、轮船、高尔夫球棒、羽毛球拍、钓鱼竿，都能看到它的身影。这就是被誉为“黑色黄金”的碳纤维。在东华大学校园里，就有一位与碳纤维打了一辈子交道的专家——材料科学与工程学院教授潘鼎。
攻坚克难 助导弹一飞冲天
潘鼎早在40多年前就与碳纤维结下了不解之缘。1978年，国家恢复研究生招生制度后，他考入我国纺织教育与研究的最高学府——华东纺织工学院（东华大学前身）。正是从那时起，在恩师、中国化学纤维之父钱宝钧教授的指点下，他开始潜心专攻碳纤维的理论及产业化问题。
上世纪80年代，我国洲际导弹研制遇到了一只“拦路虎”：航天级高纯粘胶基碳纤维的制备难题。作为弹头防热层关键材料，这种纤维的性能、品质直接关系到飞行的质量及成败。
在国家有关部门的支持下，潘鼎领衔的碳纤维项目组临危受命，采用国外否定、国内仅有的棉浆基纤维素为原料，先后攻克了“原丝、工艺、强度、排废”等难关，苦战4年，在碳纤维生产的基础理论、工艺技术和制备等方面获得了系列突破，在软硬件技术上获得了大量原创性成果，最终成功研制了集他国同类产品性能所长的航天级高纯粘胶基碳纤维，为国家头号战略武器飞天提供了关键性的技术支持。我国由此成为世界上第三个掌握航天级高纯粘胶基碳纤维研制技术的国家。
10余年来，潘鼎团队配合国家战略任务，为现役及后续的各类型号导弹持续稳定地提供着保质、保量的碳纤维产品，得到了相关部门的充分肯定，获得国家科技进步奖等多项奖励。
敢为人先 推产业换代升级
如果说粘胶基碳纤维的“横空出世”，展现了东华大学在高性能纤维研究领域“敢为人先”的魄力与胆识，那么，聚丙烯腈基碳纤维的持续攻关，则体现了潘鼎教授团队在致力于新材料产业“换代升级”变革过程中“追求卓越”的决心与毅力。与粘胶基碳纤维相比，聚丙烯腈基碳纤维涉及的民用领域更广泛，不仅飞机、汽车等交通工具可用，建材、医疗器械、体育用品等方面也大有可为。拿飞机来说，以前多用的是铝合金耗材，有疲劳极限，换作聚丙烯腈基碳纤维材质，不仅机身更轻，飞得更快，更重要的是，强度得以加强，断裂几率大为降低，安全系数也得到很大提高，在节能降耗方面，也创造出显著效益。
国内最大的民用碳纤维生产企业江苏中复神鹰碳纤维有限公司董事长张国良对潘鼎十分推崇。他清楚地记得，在公司刚起步时，只有潘鼎等少数专家支持碳纤维产业化。2005年，潘鼎连着5天向张国良讲解碳纤维的秘密，从丙烯腈单体到碳纤维乱层石墨结构，从原丝、碳化生产线到飞机、导弹、汽车、自行车等碳纤维复合材料的开发。校企间的紧密合作与协同创新由此开始而“一发不可收”。
2009年起，东华大学—中复神鹰碳纤维工程技术中心、研究中心、博士后科研工作站等协同创新平台陆续建立，提升了企业的研发实力，更推进了我国碳纤维产业化进程。2011年全国碳纤维产量近1500吨，神鹰的碳纤维销售量已达1000吨。
(来源:上海科技报 2012年06月14日 作者:陶婷婷 通讯员;向娟;邱登梅)
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中国纺织报、上海教育电视台、上海广播电台等同步报道
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本报讯 （记者李雪林 通讯员向娟 邱登梅）有一种纤维，只有头发丝的十分之一细，纤维束强度却是钢的4-5倍。它不仅能助力导弹成功飞天，而且用它来造大飞机、汽车、轮船，能大幅减重提速，用它来做自行车、高尔夫球棒、钩鱼竿，又轻又耐用……这种材料就是被誉为“黑色黄金”的碳纤维。日前，记者走进东华大学材料科学与工程学院潘鼎教授的实验室，领略了碳纤维的神奇之处。
实验室里，潘教授剪出一束黑色的碳纤维原丝，拴在200克的砝码上，挂在支架上，然后用2000℃高温的喷火枪对准碳纤维，不仅没有被烧断，而且碳纤维摸上去也不烫，外观一点变化都没有。
“制备碳纤维的过程，简单讲就是‘原丝+碳化’。”潘鼎教授告诉记者。粘胶丝、聚丙烯腈或沥青等有机母体纤维，经过1000℃～3000℃高温的惰性气体处理，结果是除碳以外的所有元素都予以去除。潘鼎教授回忆，上世纪80年代，我国头号战略武器面临最后两项久攻不克的遗留难题。其中一个“拦路虎”就是航天级高纯粘胶基碳纤维。作为洲际导弹弹头防热层关键材料，航天级高纯粘胶基碳纤维的性能、品质直接关系到飞行的质量及成败。因其原料要求极高、制备技术极难，当时只有美、俄两个超级大国拥有。
“难关攻不下，导弹上不了天！”潘鼎教授领衔的碳纤维项目组临危受命，采用棉浆基纤维素为原料，先后攻克了“原丝、工艺、强度、排废”等难关，苦战4年，在碳纤维生产的基础理论、工艺技术和制备等方面获得了突破，成功研制了航天级高纯粘胶基碳纤维，让我国由此成为世界上第三个掌握航天级高纯粘胶基碳纤维研制技术的国家。
为了新材料产业“换代升级”，科学家又投入了聚丙烯腈基碳纤维的持续攻关。和粘胶基碳纤维相比，聚丙烯腈基碳纤维也用于国防军工，但其涉及的民用领域更广泛，不仅飞机、汽车等交通工具可用，建材、医疗器械、体育用品等方面也大有可为。比如飞机，以前多用的是铝合金耗材，有疲劳极限，换做聚丙烯腈基碳纤维材质，不仅机身更轻，飞得更快，更重要的是，强度得以加强，断裂几率大为降低，安全系数也得到很大提高；再比如，沿海城市的空气里盐多，高架桥建造中也用碳纤维，增强了耐腐蚀性；现在已经飞入寻常百姓家的超轻自行车、羽毛球拍也是由碳纤维材料做成的。
预计到2015年，国内碳纤维产能需求将达1.2万吨。因此，碳纤维研究中既要注重基础研究，又要与企业协同创新，实现技术与工艺的创新，“就是既要弄清楚原理，知道‘为什么’，又要搞明白方法，晓得‘怎么做’、‘怎么产业化’”。为此，东华大学与国内最大的民用碳纤维生产企业成立了东华大学—中复神鹰碳纤维工程研究中心，东华大学材料科学与工程博士后流动站等协同创新平台，以提升企业的研发实力。
(来源：文汇报 日期：2012-06-25 作者：李雪林;向娟;邱登梅)
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[上海科技报]与“神奇纤维”打了一辈子交道—— 记东华大学教授潘鼎
有一种神奇纤维，只有头发丝的1/10细，纤维束强度却是钢的4倍到5倍，在2000℃以上的高温环境中纹丝不动；它的研制，不仅助力我国洲际导弹飞天，更在新材料领域刮起一股革命旋风，大飞机、汽车、轮船、高尔夫球棒、羽毛球拍、钓鱼竿，都能看到它的身影。这就是被誉为“黑色黄金”的碳纤维。在东华大学校园里，就有一位与碳纤维打了一辈子交道的专家——材料科学与工程学院教授潘鼎。
攻坚克难 助导弹一飞冲天
潘鼎早在40多年前就与碳纤维结下了不解之缘。1978年，国家恢复研究生招生制度后，他考入我国纺织教育与研究的最高学府——华东纺织工学院（东华大学前身）。正是从那时起，在恩师、中国化学纤维之父钱宝钧教授的指点下，他开始潜心专攻碳纤维的理论及产业化问题。
上世纪80年代，我国洲际导弹研制遇到了一只“拦路虎”：航天级高纯粘胶基碳纤维的制备难题。作为弹头防热层关键材料，这种纤维的性能、品质直接关系到飞行的质量及成败。
在国家有关部门的支持下，潘鼎领衔的碳纤维项目组临危受命，采用国外否定、国内仅有的棉浆基纤维素为原料，先后攻克了“原丝、工艺、强度、排废”等难关，苦战4年，在碳纤维生产的基础理论、工艺技术和制备等方面获得了系列突破，在软硬件技术上获得了大量原创性成果，最终成功研制了集他国同类产品性能所长的航天级高纯粘胶基碳纤维，为国家头号战略武器飞天提供了关键性的技术支持。我国由此成为世界上第三个掌握航天级高纯粘胶基碳纤维研制技术的国家。
10余年来，潘鼎团队配合国家战略任务，为现役及后续的各类型号导弹持续稳定地提供着保质、保量的碳纤维产品，得到了相关部门的充分肯定，获得国家科技进步奖等多项奖励。
敢为人先 推产业换代升级
如果说粘胶基碳纤维的“横空出世”，展现了东华大学在高性能纤维研究领域“敢为人先”的魄力与胆识，那么，聚丙烯腈基碳纤维的持续攻关，则体现了潘鼎教授团队在致力于新材料产业“换代升级”变革过程中“追求卓越”的决心与毅力。与粘胶基碳纤维相比，聚丙烯腈基碳纤维涉及的民用领域更广泛，不仅飞机、汽车等交通工具可用，建材、医疗器械、体育用品等方面也大有可为。拿飞机来说，以前多用的是铝合金耗材，有疲劳极限，换作聚丙烯腈基碳纤维材质，不仅机身更轻，飞得更快，更重要的是，强度得以加强，断裂几率大为降低，安全系数也得到很大提高，在节能降耗方面，也创造出显著效益。
国内最大的民用碳纤维生产企业江苏中复神鹰碳纤维有限公司董事长张国良对潘鼎十分推崇。他清楚地记得，在公司刚起步时，只有潘鼎等少数专家支持碳纤维产业化。2005年，潘鼎连着5天向张国良讲解碳纤维的秘密，从丙烯腈单体到碳纤维乱层石墨结构，从原丝、碳化生产线到飞机、导弹、汽车、自行车等碳纤维复合材料的开发。校企间的紧密合作与协同创新由此开始而“一发不可收”。
2009年起，东华大学—中复神鹰碳纤维工程技术中心、研究中心、博士后科研工作站等协同创新平台陆续建立，提升了企业的研发实力，更推进了我国碳纤维产业化进程。2011年全国碳纤维产量近1500吨，神鹰的碳纤维销售量已达1000吨。
(来源:上海科技报 2012年06月14日 作者:陶婷婷 通讯员;向娟;邱登梅)
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