ТАЙЮАН – В Шанси в Северен Китай, провинция, богата на въглища, черната скала, която някога е била просто изгаряна за енергия, сега е преродена чрез напреднала наука и технология като тънки, но забележително здрави въглеродни влакна, които стават жизненоважни части на ракети и космически кораби, издигащи се в космоса.
Проект за високопроизводителни въглеродни влакна наскоро стартира в град Датонг в провинцията, отбелязвайки първото вътрешно широкомащабно производство в Китай на въглеродни влакна от клас T1000 и сигнализирайки за решителен пробив в способността на страната да произвежда масово този материал от най-високо ниво.
Jing Deqi, старши инженер в Института по химия на въглищата (ICC) към Китайската академия на науките в Шанси, обясни, че въглеродните влакна, произведени чрез този проект, имат диаметър на единична нишка от само 5 до 6 микрометра – по-малко от една десета от ширината на човешки косъм – но въпреки това осигурява якост на опън над 6600 MPa. С плътност само една четвърт от тази на стоманата, неговата якост е повече от пет пъти по-голяма. Например, еднометрова връзка от въглеродни влакна клас T1000 тежи едва 0,5 грама, но може да издържи товар от повече от 200 килограма, приблизително равно на общото тегло на трима възрастни мъже.
Въглеродните влакна са високопроизводителен материал, който съдържа повече от 90 процента въглерод. Той наследява присъщите предимства на въглерода, като леко тегло, висока якост и устойчивост на корозия и топлина, като същевременно остава толкова гъвкав и обработваем като текстилната прежда. Тези качества са му спечелили репутацията на „краля на съвременните материали“, което го прави важен материал за индустрии като космическата индустрия, превозни средства с нова енергия, оборудване от висок клас, спортни стоки и медицински изделия.
В голям мащаб той може да се използва за производство на топлоустойчиви външни обвивки за ракети и космически кораби, за формиране на леки, но здрави фюзелажи за самолети и за конструиране на здрави шофьорски кабини за първокласни спортни автомобили.
В по-малък мащаб той се трансформира в карбоновите плочи в маратонките за бягане, които осигуряват мощно задвижване, превръща се в леки и еластични въдици в ръцете на риболовците и може да се използва, за да направят шосейни велосипеди толкова леки, че да могат да се носят по стълбите с една ръка.
Освен това въглеродните влакна са незаменими за гигантските перки на вятърните турбини, опростените носове на високоскоростните влакове и резервоарите за съхранение на превозни средства, задвижвани с водородни горивни клетки.
Преди това този материал, често наричан „черно злато“, беше контролиран почти изцяло от американски и японски фирми, които държаха повече от 90 процента от световния пазар от висок клас.
ICC е пионер в изследванията на въглеродни влакна в Китай още през 60-те и 70-те години на миналия век. Въпреки това, по това време, докато влакна с висока производителност могат да бъдат произведени в лабораторията, препятствието на масовото производство остава постоянно трудно за преодоляване.
През 2005 г. на института беше поверена национална мисия за разработване на въглеродни влакна от аерокосмически клас T300 и изграждане на индустриална линия. „Т“ идва от системата за класификация на якостта на японската компания Toray, представляваща якост на опън. По-високото число показва по-добра производителност и експоненциално по-голяма производствена трудност.
Водена от силната подкрепа на националната политика и нарастващото търсене на пазара, китайската индустрия за въглеродни влакна постигна скокообразно развитие чрез устойчиви независими иновации. Пробив и широкомащабно производство бяха последователно реализирани за въглеродни влакна от клас T700 и T800, като съотношението на местното производство непрекъснато нараства.
Понастоящем клас T1000 представлява границата на въглеродните влакна с ултра-висока якост. За да овладее производството му, Zhang Shouchun, заместник-директор на ICC, ръководи екип в тяхната лаборатория през години на усърдна работа, като най-накрая разбива кода за целия процес в лабораторен мащаб и полага солидна техническа основа за масово производство на въглеродни влакна от клас T1000.
„Всяка стъпка беше като усещане за камъни, докато пресичате река“, каза Джан. „Макар и трудно, трябва да вървим напред.“
През 2024 г. институтът си сътрудничи с Huayang Carbon Material Technology Co., Ltd., за да започне изграждането на първата фаза на демонстрационната производствена линия за проект за високопроизводителни въглеродни влакна с хиляда тона в Датонг. Преминавайки от лаборатория към фабрика чрез изцяло местна верига от иновации, екипът постигна безпроблемно, високоефективно преобразуване на изследванията в продукт.
Джан припомни, че поддържането на стабилност по време на производството е изтощително. Когато определени параметри се колебаят по време на пускането в експлоатация, той и колегите му се придвижват повече от десет пъти на ден между различни работилници, проверявайки всяка част от оборудването. Някои работилници бяха по-горещи от 40 градуса по Целзий, други студени до 5 градуса по Целзий. След повече от месец толкова интензивни усилия те най-накрая разрешиха проблемите.
Той разкри, че проектът приема собствено разработен технологичен път, като средната якост на опън на продукта надвишава 6600 MPa, надминавайки сравними чуждестранни продукти и осигурявайки по-висока производителност на приложения. Това постижение поставя китайските въглеродни влакна стабилно сред най-високото ниво в света по отношение на технически възможности.
Към ноември 2025 г. тази производствена линия е завършила непрекъсната проверка на работата. Първата фаза постигна годишен производствен капацитет от приблизително 200 тона.
Джан отбеляза, че постиженията на Китай в технологичните пробиви и стабилното производство на високопроизводителни въглеродни влакна означават постигане на самодостатъчност в много критични области. Той мощно ще стимулира развитието на индустриалните вериги и ще насърчи нововъзникващите индустрии.
Продуктите ще имат обширни бъдещи приложения в космическото пространство, железопътния транспорт, новите енергийни превозни средства и икономиката на ниска надморска височина, като инжектират силен импулс във високата, интелигентна и екологична трансформация на производствената индустрия на Китай в 15-ия петгодишен план на страната (2026-2030 г.), добави Джан.
Гледайки напред, Джан каза, че екипът ще продължи да се стреми към още по-високи класове въглеродни влакна и ще трансформира повече технологични постижения в зрели продукти, за да отговори на все по-разнообразните нужди на всеки сектор.
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта