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从航天大国迈向航天强国,离不开创新突破。我国航空航天尖端材料关键技术实现突破,高性能纤维实现国产化。


这种材料被称为F-12芳纶纤维,它有多“厉害”呢?这样的高科技材料是怎么实现突破的呢?


微米级高性能纤维已经实现国产化


国产高性能纤维,单根直径只有14微米,是头发丝的六分之一。



用它做成直径12毫米的细绳,能拉动20多吨的重物,而同样粗的钢绳却只能拉动8吨。


不仅拉力大,它还具有极强的防切割性。



这种强度高、韧性强的尖端材料就是F-12芳纶纤维。它是世界上三大高性能纤维材料之一,此前,在国际上,作为航天材料和战略物资一直秘不示人。


这种材料的突出特点是轻质高强,可用于制作导 弹壳体、飞机发动机、防弹 头盔、防弹衣等。


上世纪90年代,我国航空航天领域使用的高性能芳纶纤维还只能依赖进口。


为了打破国外的技术封锁和产品垄断,中国航天科工六院历经十多年潜心研制,终于走通了F-12纤维的国产化之路,填补了国内高性能纤维材料的空白。


经过30多年的发展,国产高性能芳纶纤维在火箭发动机、飞机功能结构件等尖端领域支撑着国之重器跨越发展。


F-12芳纶纤维已实现自动化生产


现在,F-12芳纶纤维已经实现了多路并行的流水线自动化生产。


F-12芳纶纤维是如何造出来的?答案就是这瓶外观特别像蜂蜜的黄色液体——纺丝溶液。


先通过设备将纺丝溶液压成单根直径只有14微米的F-12芳纶纤维,然后再通过联通装置卷绕成束。


据航天科工六院某所邹纪华介绍,2021年,面对F-12纤维产能不足和技术瓶颈等问题,航天科工六院大力推动产业化建设。F-12芳纶纤维干喷湿纺、连续热处理等关键技术实现突破;纺丝速度和纤维强度均得到大幅提升,在生产能力和技术创新上迈上了一个新台阶。


这样的高科技材料是怎么实现突破的呢?


20多年磨一剑


“如果重新选择,我依然会选择这个职业,它让我体会到不一样的人生价值。我很幸运,20多年只专注于一项工作。”虽然隔着电话,记者依然能感受到全国人大代表、中国航天科工六院46所科技委常委冯艳丽对航天事业和新材料事业的热爱。



如今,她带领团队历时20多年研制的F-12纤维已在航空、航天和高端民用领域实现国产化批量应用,性能达到国际先进水平。作为技术负责人和项目主要完成人,冯艳丽先后荣获国防科技进步二等奖、中国航天科工集团首批航天报国突出贡献奖,被授予“全国三八红旗手”“全国五一巾帼标兵”等荣誉称号。


上世纪90年代,航天、航空领域急需高性能芳纶,这种纤维材料拉断力是同样粗细钢丝的5至8倍,重量仅是钢丝的五分之一,应用在导 弹壳体、飞机结构上,韧性极强、坚固度高,且质量更轻。但在当时,高性能芳纶纤维产品和制备技术受国外垄断和封锁,为使这一关键原材料的使用不受制于人,冯艳丽当时所在的单位决定自主研发,产品代号“F-12纤维”。冯艳丽受命加入研发团队,之后她开始负责F-12纤维纺丝、后处理工艺技术研究。


万事开头难。研发工作起步时,没有技术资料可参考,没有生产工艺可借鉴,没有研制经验作依据,也没有充足的经费作保障,一本《合成纤维生产工艺学》成了冯艳丽的启蒙老师。她边学边干,每天不停地纺丝、做实验,每一批实验的情况、每一根纤维的性能数据、每一个异常问题她都会记录在案,仅工作笔记就记了十几本。


纺丝实验时使用的每一种溶剂都有毒且味道刺鼻,F-12纤维经过处理后也会产生有毒、有害物质,纤维出炉后呛鼻的味道经常弥漫在整个实验室……每次实验下来,冯艳丽都感觉头昏脑涨。因为常年置身在这样的环境中工作,她的嗅觉基本丧失。


“没有泵往上打,我们三个人就踩着梯子往上送。”刚开始做纺丝实验时,一次就需要用200多公斤纯水,那时单位没有纯水制取设备,冯艳丽要和另两名同事先去其他车间拎七八桶50斤重的水,再踩着梯子将水送入2米多高的储水箱,“好在一切都挺过来了。”回首往事,冯艳丽感慨万千。2002年,冯艳丽和同事们最终在规定的时间内制备出足量合格纤维,性能达到国内领先水平,并获得国防科技进步二等奖。


2008年,中国航空工业集团公司某重要项目急需国产芳纶及织物,他们找到中国航天科工六院46所。了解项目需求后,冯艳丽和团队成员加班加点,在几个月时间内就设计、研制出三种新规格F-12纤维,其中23texF-12纤维是当时国内规格最细的杂环芳纶。在研制过程中,冯艳丽解决了纺丝成型工艺控制难等技术难题,使纤维性能达到国际先进水平,完全满足该项目的指标要求,开启F-12纤维在航空领域的首次应用,也为后续实现产业化奠定了技术基础,并在浮空器飞艇蒙皮、航空飞机发动机等方面实现了国产化批量应用。


“世上无难事,只要肯登攀。”她说。20多年来,冯艳丽亲历了F-12纤维从无到有的研制过程,实现从实验室研制到产业化生产的跨越,现如今这项技术早已突破发达国家的封锁和产品垄断,在军民两用领域实现国产化批量应用。F-12纤维获得《国家重点新产品证书》,冯艳丽作为项目的主要完成人,先后申请、获批多项技术发明专利,作为第一完成人编订了多项F-12纤维及织物产品的企业标准,并参与相关国家标准和国家军用标准的制定。


当选全国人大代表以来,冯艳丽结合自身工作实际和群众关心关注的问题积极建言献策,先后向全国人大提交20多项建议,内容涉及国家高性能纤维的行业发展、国防工业、基础研究、科研人员待遇、妇女权益保护等。今年的全国两会上,冯艳丽提出“在内蒙古开展重大科技工程专项”“促进人才和高等教育资源向边疆民族地区倾斜”等建议。


冯艳丽告诉记者,不久前,她接到最高检工作人员的电话,工作人员针对她在两会期间提出的“继续依法严厉打击网络犯罪,加强公民个人信息司法保护”建议进行答复,并邀请她参加相关案件的听证会。此前,冯艳丽在两会上建议检察机关认真落实个人信息保护法的有关规定,发挥刑事检察和公益诉讼检察双向合力,推动个人信息保护的源头治理。“最高检能动履职的工作作风让我深受感动。”冯艳丽表示,希望检察机关继续依法能动履职,推进刑事、民事、行政、公益诉讼检察工作全面协调充分发展,更好满足人民群众的法治新期待。




来源:世界先进制造技术论坛,检察日报,中国青年网

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