碳纖維是一種纖維狀碳材料，呈黑色，質堅硬，是一種強度比鋼大、密度比鋁小、比不銹鋼耐腐蝕、比耐熱鋼耐高溫，又能導電，具有電學、熱學和力學等綜合優異性能的新型材料，因其制造技術難度大、實用價值高，被業界譽為“黑色黃金”。它能夠廣泛應用于航空、航天、能源、交通、軍用裝備等眾多領域，是國防軍工和民用生產生活的重要材料。

全球碳纖維核心技術一直被牢牢掌控在日本、美國等少數發達國家手中，他們始終保持對中國碳纖維行業嚴格的技術封鎖。為了突破這一封鎖，在國家發展和改革委的鼎力支持下，由中科院山西煤炭化學研究所牽頭的碳纖維制備技術國家工程實驗室于2009年獲批建立。

科學、技術和工程的有機結合

“碳纖維制備技術國家工程實驗室以增強我國碳纖維制備技術的自主創新能力，突破核心技術，提升產業競爭力為目標，以該領域技術的重大科研成果進一步研究開發和產業化為任務，以市場為導向，圍繞新材料產業的發展需要，開展相關產業關鍵技術攻關，提高碳纖維制備技術領域的自主創新能力。”實驗室主任呂春祥告訴記者。

碳纖維制備技術國家工程實驗室依托在中科院山西煤化所建設，中科院寧波材料所、化學所、上海有機所為共建單位。實驗室實行理事會領導下的實驗室主任負責制，理事長單位為中科院山西煤化所。

“在國家專項經費支撐下，通過基礎研究、工程化研究、工業化示范到產業應用的全過程研究，形成具有自主知識產權的原創技術，實現了基礎研究、高技術攻關、工程化和產業化技術的系統性和集成性。”呂春祥說。

實驗室瞄準的是國家重大戰略和國民經濟需求，針對的是碳纖維產業發展中的瓶頸技術。“我們通過集中中科院內外的相關領域的優勢力量，構建國家層面的完整的聚丙烯腈碳纖維關鍵技術攻關、工程化研究和產業化應用支撐平臺，開發具有國際先進水平的工藝、裝備和配套材料的系列化碳纖維制備技術，建立碳纖維工藝規范、表征手段和技術標準，提高我國聚丙烯腈碳纖維領域的自主創新和技術集成能力。”與此同時，實驗室還要建立碳纖維領域產學研的結合機制，與產業部門緊密結合，引領和帶動高性能碳纖維開發和應用順利進行。

2010年，碳纖維制備技術國家工程實驗室組織召開了第一屆技術委員會第一次會議，技術委員會名譽主任、資深兩院院士師昌緒先生，技術委員會主任才鴻年院士等多名國內碳纖維專家參加了會議，對實驗室的發展提出了重要的建議和意見。在這次會議中，原中科院副院長施爾畏語重心長地說：“要充分利用碳纖維制備技術工程實驗室平臺，做好碳纖維研發工作；要靜下心來持之以恒地把科學、技術和工程基礎有機結合起來，以占領碳纖維技術高地，使工程實驗室真正成為中國碳纖維的生力軍；要把與用戶結合放在首位，以應用推動研究；要結合國家有關規劃形成系統布局，抓住機遇，不圖虛名，走出一條工程實驗室發展的路子來。”

占領碳纖維技術高地

近幾年來，碳纖維制備技術國家工程實驗室圍繞航空、航天、能源、交通等領域的重大戰略任務與重點工程對碳纖維復合材料的迫切需求，建立碳纖維制備工程化技術平臺，開展丙烯腈聚合、原絲紡制、氧化碳化后處理等工程化技術研究，研制了聚合反應器、紡絲專業設備、氧化爐、高溫炭化爐、石墨化爐等關鍵設備，開發自主知識產權的碳纖維制備工藝和配套材料并形成成套技術和應用評價體系。

2009年，由該實驗室的中試基地—中科院山西煤化所揚州碳纖維工程技術中心研發生產的宇航級T300碳纖維實現工藝定型和穩定供貨，這一技術突破了日本、美國等發達國家的技術與市場壟斷壁壘，實現了尖端領域碳纖維的國產化保障，滿足了國家重大需求。此后，實驗室又相繼突破了T700、T800碳纖維產業化技術，為國家尖端領域重要裝備的研究和生產發揮了重要的作用。高性能碳纖維的穩定量產和新產品的不斷研發，將會極大地促進國產碳纖維及復合材料領域的發展，促進新材料領域產業的升級，同時也為我國國防軍工事業的發展作出了有益探索。

“碳纖維制備技術國家工程實驗室抓住國家將新材料產業作為戰略性先導產業的契機，采用先進技術建設高性能碳纖維項目，加快高性能聚丙烯腈基碳纖維項目的建設，推動高性能碳纖維及其復合材料工業化技術和產品的發展。”呂春祥介紹，實驗室技術先后支持中科院山西煤化所揚州碳纖維工程技術中心、河南永煤碳纖維有限公司、常州中簡科技發展有限公司、山西鋼科碳材料有限公司、浙江泰先新材料股份有限公司等單位建設了T300、T700、T800碳纖維工程化研究平臺和產業化基地，提升了我國在碳纖維領域的自主創新和技術集成能力，對滿足關鍵領域用碳纖維的國產化應用，抵御國外的封鎖，具有重要的意義。

碳纖維制備技術國家工程實驗室產業化基地的建設，得到了各級領導的高度關注，江澤民、李長春、王剛、萬鋼等黨和國家領導人先后視察了揚州碳纖維工程技術中心、河南永煤碳纖維有限公司，對碳纖維國產化工作給予高度評價。

碳纖維制備技術國家工程實驗室建成以來，取得了豐碩的成果，先后獲得了中國科學院杰出科技成就獎、山西省科技進步獎一等獎、國家國防科工局創新團隊獎、國家科技進步獎二等獎等獎勵，申請專利40余項，已授權28項，在國內外期刊發表研究論文60余篇。碳纖維制備技術國家工程實驗室已成為碳纖維技術研發基地、產業化技術支撐基地、碳纖維人才培養基地。