攻關(guān)團隊簡介

吉林碳谷“中國質(zhì)量”35K碳纖維核心技術(shù)攻關(guān)青年團隊，由吉林化纖集團碳谷公司的24名青年科研人員組成。團隊始終以突破碳纖維技術(shù)封鎖、提升國產(chǎn)碳纖維研發(fā)制造水平為目標，全程自主設(shè)計全套實驗裝置，獨立研發(fā)出35K碳纖維原絲成熟生產(chǎn)工藝。2026年，這支青年團隊成功斬獲中國青年五四獎章集體榮譽。

走進吉林化纖集團碳谷公司的生產(chǎn)車間，隆隆機器聲不絕于耳，一束束銀灰色的碳纖維原絲在設(shè)備間快速穿行，依次經(jīng)過預洗、加濕、氧化、低溫碳化、纏繞等多道工序，最終加工成為成品碳纖維。公司高性能車間副主任陳浩介紹：“單根碳纖維比頭發(fā)絲還要細，密度不到鋼材的四分之一，強度卻能達到鋼材的7到9倍，是高端制造領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料?！?/p>

2025年，吉林化纖集團聯(lián)合東華大學等9家高校、科研院所與行業(yè)龍頭企業(yè)共同完成的“大絲束碳纖維及復合材料規(guī)?；圃礻P(guān)鍵技術(shù)與大型風電葉片產(chǎn)業(yè)化”項目通過技術(shù)鑒定，這意味著我國在35K大絲束碳纖維應用于海上大型風機葉片領(lǐng)域，已經(jīng)實現(xiàn)了核心技術(shù)突破。

八次技術(shù)研討：

“性能達標只是底線，生產(chǎn)還要算好成本賬”

化驗室內(nèi)，電腦屏幕清晰顯示著碳纖維切面的顯微圖像，一個小圓圈就對應著一根35K碳纖維的單絲截面。24歲的技術(shù)員王鶴霏盯著屏幕仔細觀察，連忙開口詢問：“師父您看，圖片左下角有氣泡，這是什么問題呀？”質(zhì)量管理處管理人員于健聽完指導道：“切換一下上下光源再拍一張，看看是鏡頭沾了雜質(zhì)，還是單絲本身帶的。”

“做檢測必須細之又細，我們稍微松一點標準，后面生產(chǎn)就可能出大問題?！庇诮〔煌谀贻p技術(shù)員。

很多人并不清楚35K碳纖維到底是什么，行業(yè)里“K”是碳纖維絲束的計量單位，1K代表1000根單絲，35K就是由3.5萬根單絲匯集而成的一束碳纖維，研發(fā)生產(chǎn)的難度可想而知。于健感慨說：“就像普通人的頭發(fā)都沒法做到粗細完全一致，我們要讓3.5萬根單絲的長度、粗細等所有指標都趨近統(tǒng)一，這塊硬骨頭不好啃?！?/p>

過去因為生產(chǎn)工藝被國外封鎖，大絲束碳纖維市場長期被海外企業(yè)壟斷。2016年，為了打破壟斷、降低生產(chǎn)成本、提升國產(chǎn)產(chǎn)品的市場競爭力，吉林碳谷專門組建了這支青年技術(shù)攻關(guān)團隊，經(jīng)過多輪試驗后團隊發(fā)現(xiàn)，和已有的碳纖維產(chǎn)品相比，35K碳纖維能在性能、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本三者之間找到更優(yōu)的平衡點。

吉林碳谷公司總經(jīng)理陳海軍介紹：“和50K碳纖維比，35K的生產(chǎn)效率更高；和24K碳纖維比，它更不容易發(fā)生斷裂，優(yōu)勢很明顯。但有了方向，怎么攻破技術(shù)難關(guān)？創(chuàng)新就得打破行業(yè)里的固有思路?！眹@技術(shù)升級、設(shè)備改造等一系列“卡脖子”難題，團隊對接上下游合作單位，聯(lián)合組織召開了整整八次技術(shù)研討會，一點點啃下難題。

前幾次研討會上，“噴絲板”是大家聊得最多的關(guān)鍵詞。陳海軍用了一個生動的比喻：制作碳纖維的原材料聚合液就像面團，噴絲板就是把面團擠壓成均勻細面條的核心工具，噴絲板的孔徑、長徑比、表面光潔度，直接決定了成品絲束的質(zhì)量。研發(fā)初期，團隊沿用行業(yè)常規(guī)方案，把現(xiàn)成的多個噴絲板組合使用，可生產(chǎn)出來的35K碳纖維，無論是強度還是穩(wěn)定性都達不到要求。

后來團隊聯(lián)合高校和專業(yè)生產(chǎn)廠家共同攻關(guān)，研發(fā)人員干脆扎進了實驗室，靠著一股子韌勁一點點摸索，把生產(chǎn)一線的實際經(jīng)驗和理論研究結(jié)合起來反向推導，對備件材質(zhì)、工藝參數(shù)、孔道結(jié)構(gòu)一個個調(diào)試、一遍遍優(yōu)化，最終成功研發(fā)出適配35K碳纖維生產(chǎn)的專用噴絲板。

不只是噴絲板，每開一次研討會，35K碳纖維的多項生產(chǎn)指標就會優(yōu)化一輪。到2017年，歷時大半年的攻關(guān)后，團隊產(chǎn)出的35K碳纖維在硬度、強度等所有力學性能指標上全部達標。

最后一次研討會上，85后紡絲車間副主任單鑫提出了新的問題：“性能過關(guān)是基礎(chǔ)，但生產(chǎn)不能不計成本，我們還要再摳?！痹瓉?5K碳纖維生產(chǎn)過程中，需要用油劑浸潤形成保護膜才能順利成型，可如果油劑用量把控不好，不僅會浪費原料，還會影響后續(xù)工序的穩(wěn)定性，嚴重時甚至會造成產(chǎn)品不合格，只能停機調(diào)整。團隊考慮到吉林四季分明，空氣濕度差異大，研討會結(jié)束后一步步微調(diào)參數(shù)，最終找到了適配不同季節(jié)的最優(yōu)用油方案。

十萬米連續(xù)量產(chǎn)：

“就算拿顯微鏡挑問題，我們也敢接”

和傳統(tǒng)金屬材料比，碳纖維有著強度高、重量輕、可塑性強的突出優(yōu)勢。陳海軍告訴記者：“我們摳這百分之零點幾的指標不是瞎忙活，省下一分錢的成本，我們在市場上就多一分競爭力。”據(jù)了解，生產(chǎn)1噸成品碳纖維，需要消耗2噸碳纖維原絲，原料成本高、成品價值大，生產(chǎn)過程中稍有偏差就會造成巨大損失。

要打開市場，能穩(wěn)定量產(chǎn)、性價比突出的35K碳纖維是基礎(chǔ)。研發(fā)階段的指標基本達標了，但投入規(guī)?；a(chǎn)的時候，新的問題又出現(xiàn)了。和實驗室小批量研發(fā)不同，生產(chǎn)線上要求連續(xù)產(chǎn)出10萬米的35K碳纖維絲束，再纏繞成統(tǒng)一規(guī)格的絲筒才能運輸銷售。絲束越長，出現(xiàn)強度不達標、毛絲增多也就是單絲斷裂的概率就越高。于健說：“這個問題不解決，成品的整體性能就上不去，根本沒法推向市場?！?/p>

為了解決量產(chǎn)難題，單鑫帶領(lǐng)團隊針對生產(chǎn)線設(shè)備展開攻關(guān)。他們把傳動輥的連接方式從單向支撐改成雙向支撐，同時不斷試驗新的材料，升級設(shè)備材質(zhì)提升結(jié)構(gòu)強度，以此提升傳送過程的穩(wěn)定性，減少單絲因為摩擦出現(xiàn)斷裂的可能；之后又推進全流程清潔生產(chǎn)，從最源頭的聚合單元生產(chǎn)開始，層層清潔過濾，在全系統(tǒng)、全流程都推行精準管控，減少雜質(zhì)進入體系，從源頭提升35K碳纖維的生產(chǎn)穩(wěn)定性。

于健是項目從無到有的見證者，他回憶說：“剛投產(chǎn)的時候，只要檢測出性能不達標，我就急得睡不著覺，但沒有人說放棄，大家都在想辦法解決問題。”現(xiàn)在，35K碳纖維強度、模量、纖度等指標的檢測通過率越來越高。于健說：“現(xiàn)在就算客戶拿顯微鏡一樣挑毛病，我們也一點不怕?！?/p>

傍晚時分，一批批包裝完成的35K碳纖維原絲從吉林碳谷倉庫出庫，運往下游的碳化和復合材料生產(chǎn)企業(yè)。這些輕盈又堅韌的材料，經(jīng)過深加工后會成為風電葉片核心部件主梁碳板。目前，吉林碳谷已經(jīng)聯(lián)合下游企業(yè)和國內(nèi)多家風電主機廠簽訂了長期供貨協(xié)議，國產(chǎn)35K碳纖維已經(jīng)實現(xiàn)批量應用，走進了全國各大風電場。

傳幫帶大練兵：

“細細一根絲，藏著所有人的心血”

“現(xiàn)在開始勞動競賽！”在吉林碳谷的生產(chǎn)車間里，一場纏輥應急處理競賽正在進行。“發(fā)現(xiàn)纏輥！”值班長吹響哨子報警，立刻和另一名工作人員一起抬起絲束輥，老師傅郎學剛迎上慢速轉(zhuǎn)動的輥輪，一刀精準砍斷纏繞的絲束，整個過程干脆利落，生產(chǎn)線很快恢復正常運行。郎學剛介紹：“公司給新員工做培訓，纏輥處理是必修課，黃金處理時間只有10秒，慢一點都不行?！?/p>

要練出這樣過硬的操作水平，離不開長期的實操練習和經(jīng)驗積累。在碳纖維行業(yè)，培養(yǎng)一名成熟的崗位操作工一般需要兩到三年的時間，怎么把技術(shù)留下來、把人才留??？

公司依托班前會等日常平臺，鼓勵一線員工輪流分享實操心得，把大家在一線攢下來的小經(jīng)驗、小技巧系統(tǒng)梳理出來，固化后在全公司推廣，慢慢形成了統(tǒng)一規(guī)范的生產(chǎn)操作標準。郎學剛是團隊里的“金牌講師”，在微培訓、勞動競賽這些活動里，他總是不厭其煩，一有空就手把手給年輕人講解操作要領(lǐng)，一遍遍示范動作。

同時，公司的管理模式也在不斷升級。過去纏輥這類生產(chǎn)工藝問題大多靠人工處理，去年各個車間陸續(xù)加裝了自動化預警裝置，大大減輕了一線員工的勞動強度?，F(xiàn)在，以陳浩、王鶴霏為代表的一大批90后、00后年輕人，已經(jīng)逐步成長為研發(fā)生產(chǎn)攻關(guān)的骨干力量。

“細細一根絲，背后是我們所有人的萬般心血?！标惡＼娬f，未來吉林化纖集團的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈會越做越大，團隊還會繼續(xù)提升產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性，力爭讓國產(chǎn)碳纖維在更多高端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化替代。“讓我們個人的理想，和國家的需求同頻共振，持續(xù)奮斗，這就是我們整個團隊共同的追求。”陳海軍說。

初審：劉怡彤

復審：曲翱

終審：陳尤欣