被发达国家禁运的先进材料,后来怎么样了?
2019-03-12 11:48:24 作者:Matplus 来源:材料十 分享至:

四十年前,改革开放初期曾经流传过一句话:中国用一亿五千万件衬衫换一架波音747。时过境迁,中国的工业水平早已今非昔比,电讯业、超级计算机、重型机械、特高压直流输电、高铁、激光制造等领域,中国已跨入世界领先行伍。成绩有目共睹,但差距依然存在,比方说先进材料方面。


高档材料是制造业的核心要素,对我们整个国家的制造业是非常重要的。材料行业是一个需要技术沉淀和持续创新的行业,发达国家的工业技术已经积累了上百年,为了防止中国在相关领域提升竞争力,很多材料被发达国家限制出口。
 
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如果西方对中国搞禁运 中国连灯泡都造不出?

2018年底,美国政府宣布,基于镁光(Micron)对中国福建晋华的IP窃取指控,禁止美国公司对该公司提供任何的供应链支持。换句话说,和之前的中兴一样,美国商务部表示已将福建晋华集成电路有限公司加入无法从美国公司购买原材料、零部件、软件和技术产品的黑名单。

最近一年多以来,类似事件此起彼伏。相关企业在面对制裁时的无措,使得国内舆论哀其不幸怒其不争,与此同时消极之声不绝于耳。我们看到一篇文章这样说道:“哪天如果美国拉着日本和欧洲对中国芯片禁运,那中国的电子行业就彻底废掉,中国所有的带电子控制系统的,包括家用电器,汽车,飞机,电网控制,甚至小小的灯泡都不能生产了。”
 
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说到这,怎么感觉和刚建国那些年一样,真正的一穷二白。有这么严重吗?

当然,没有!这纯粹是谣言。

虽然不用担心中国造不出灯泡,因为LED 的芯片毕竟是简单的,但假如西方国家对中国实施全面禁运,那么影响肯定是巨大的。在特殊领域的禁运,还可以通过特殊渠道获得,但民用市场只能依赖进口。所以,无论上述假设的极端情况是否会发生,我们都应该保持警惕。因为一旦发生,确实对中国工业打击很大。

禁运和反抗的尴尬经历
 
全方位的自卑
 
法国有个公司,专门做航天级FPGA芯片的,来中国宣讲,每一款产品都要特意强调一下这款产品是非禁运的,可以卖给我们。其中滋味,在座的人都懂。这哪是产品宣讲,简直是爱国主义教育!
 
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仅仅是技术封锁吗?

单位年终总结大会,所长进行年度总结,说到某下属企业的业绩时讲到该企业刻苦研发,成功研制了某型号的某某设备,打破了国外产品对国内市场的垄断,“成功第迫使国外同类产品的售价从原来的60多万一台,降为十几万一台”,“虽然这个产品没有为我们单位带来经济效益,但是这个产品的研发还是带来了很大的社会效益……”

在台下坐着的职工似乎能够看到所长头上三条尴尬的黑线。 生意做赔了就赔了呗,智能绕这么大弯子夸一下自个儿,缓解一下无奈。

我们不禁感慨,当你没有技术,做不出来的时候,西方国家就禁运或者卖高价给你;你费劲千辛万苦,终于做出来了,对方的招儿又来了:降价挤垮你。这就是西方标榜的自由吗?这就是所谓的自由贸易吗?

购买一公斤碳纤维,中国商人在美被抓
 
在航空领域,钛合金的禁运也是家喻户晓的,然而最热门的还是碳纤维。当初碳纤维是论克卖的,死贵死贵还不给带上飞机。

江苏商人马立颂,听说碳纤维市场不错,国内制造电热毯的企业都十分需要。只要能找到好的货源,转一次手能赚到不少差价。于是开始留意碳纤维,并在网上寻找货源。2013年2月,他联系上了美国一家出售包括航空和军事等高科技商品的网站,表示想购买些碳纤维,用来制造自行车、电热毯和鱼钩等。“当时,网站告诉购买碳纤维要获得多个部门的审批,他按照指导办好了审批。”

到美国后,他很快与网站的工作人员见了面。“当时看上了T-800碳纤维,就说要买一公斤样品,回国测测质量,再决定要不要进货。”马先生说,网站员工随后带他去仓库,以400美元价格出售了一公斤T-800碳纤维。

由于还要去其他地方谈买车生意,拿到样品后马立颂便通过快递方式寄回国内。因自知购买手续不全,他在运货单上没有填写货物的真实信息。

没想到,4月1日在洛杉矶,马立颂正准备上飞机回国时被几名美国男子拦下,对方称,他们是国土安全部门的特工,已拦截了马立颂邮寄的邮包。马立颂违反了《国际紧急经济权力法》,可能是中国间谍,随即将其逮捕。马先生说,在随后审问中,马立颂才得知了真相。他所联系的网站,其实是美国国土安全调查部门设立的,而那个与他接洽生意的正是美国特工。这不就是钓鱼执法吗?马立颂一下子懵了,自己生平第一次出国竟然稀里糊涂的变成了中国间谍。

十大被禁运材料
 
1.碳纤维
 
碳纤维:指碳的重量占90%以上的纤维状碳材料。碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合,制成的材料,就是碳纤维复合材料(CFRP)。

碳纤维复合材料中最重要的碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度、比模量综合指标,在现有结构材料中是最高的。其比模量比钢和铝合金高5倍,比强度要高3倍。而碳纤维的比重,一般在1.6左右,是铝的二分之一,钢的五分之一。碳在各种溶剂中不溶解,在隔绝空气的惰性环境中(常压下),在高温时也不会熔融,而且是在2000摄氏度以上唯一强度不下降的已知材料。只有在10MPa压力和3000K以上高温条件下,才不经液相直接升华。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域,在要求高温、化学稳定性高的场合,CFRP都具有很高的优势。
 
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法国M51洲际导弹壳体

2.聚酰亚胺
 
聚酰亚胺(Polyimide),缩写为PI,是主链含有酰亚氨基团(─C─N─C─)的聚合物。聚酰亚胺主要分为脂肪族和芳香族两类,其中获得商业化应用的是芳香族。

聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,无明显熔点,高绝缘性能,已经应用于各国航天航空领域以及美国军用舰船上的基本配置。可以在超高温、超低温、高盐雾、强噪声、强腐蚀、强辐射等极端条件下长期服役,具有极高的可靠性和质量保证。
 
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3.钨合金
 
钨的性质钨呈银白色,其熔点高达3400℃,是熔点最高的金属。密度为19.3克/厘米3,为钢的2.5倍,与黄金相当。钨的导电性较好,膨胀系数也较小,常温下比较稳定。钨与氢不起作用,在高温下钨与碳以及一些含碳气体反应生成具有重要工业价值的坚硬难熔的碳化物。钨耐蚀性好,在室温下与任何浓度的酸和碱都不起作用,但能迅速地溶于氢氟酸与浓硝酸的混合液,在氧化性溶盐(如硝酸钠等)中会严重腐蚀。

4.贫铀
 
U235含量比天然铀更低的铀叫贫铀,贫铀能大幅提升穿甲强度或装甲抗度,军事上常用做贫铀弹或装甲板材。

美国禁止出口贫铀等给中国,该被禁产品认为“可能增强中国军事实力”,国务部称该条例的出台是为了保障国家安全。

5.超高纯钛
 
超高纯钛被广泛应用于超大规模集成电路制造、高端新型钛合金等产业,对航空航天、国防建设起着至关重要的作用,市场价高达100万元/吨。

6.马氏体时效钢
 
以无碳(或微碳)马氏体为基体的,时效时能产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。

1、马氏体时效钢用于制造铀浓缩用气体离心分离机,这利用了该钢种的极高强度、良好的加工性能以及优异的尺寸稳定性等特点,很少有其它材料能胜任这一用途。

2、马氏体时效钢其他方面的使用也极具特色。例如,供给伊朗马氏体时效钢就是一个存在争议的话题,因为伊朗在生产马氏体时效钢方面存在难度,而这对伊朗要进行大规模铀浓缩来说是一主要阻力。

3、马氏体时效钢还在火箭发动机壳体,导弹壳体,捆绑带,导弹陀螺仪表内,外挠性接头,铀浓缩用离心分离机的旋转筒,直升飞机起落架,水翼船支柱,高压容器,扭力转动轴,飞机用高强度齿轮,高强度轴承,高压传感器,紧固件,弹簧,以及铝合金压件模和挤压模,精密模具等方面获得广泛的应用。

7.含氟化合物
 
在军用尖端材料中,含氟材料占近一半(由于其独特优异的稳定性和其它物理特性);作为氟化工产业的重要产品,含氟新材料在空间探索、卫星通信、信息革命、半导体材料加工、新能源电池隔膜等领域应用广泛,是首选且不可替代的基础材料。

8.金属磁性材料
 
铁镍钼材料在国内军工领域应用最为广泛。钼被俗称为“战争金属”。原因很简单:把钼加到钢里,钢的强度,韧性以及耐高、抗腐蚀的本领都会得到很大的提高。

钼是重要的战略物资,全世界大部分的钼仍被用来制造枪炮、装甲车、坦克等战争武器。并且随着时代的进步,钼还被广泛应用于航空航天、核工业等国防军工领域。钼主要用于制造金属材料和新能源开发研究领域,产品主要应用于航天、国防、稀土冶炼、磁性材料、电光源、电子元器件、化工设备、医疗器械、冶金机械、熔炼设备、石油等行业。
 
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9.磷酸三丁酯
 
磷酸三丁酯,中文代号TBP,无色、有刺激性气味的液体。

在铀纯化研究和工业中。除日本、阿根廷采用胺类萃取纯化,美国的麦楚玻利斯采用干法纯化外,西方各国普遍采用对高浓度铀的TBP萃取工艺。高浓度铀TBP溶剂萃取就是以铀化学浓缩物为原料,通过TBP溶剂萃取纯化,生产核电纯的UO2。即首先以铀化学浓缩物为原料,制备出高浓度铀溶液,然后用TBP萃取,负载有机相经洗涤后,采用稀酸反萃取,获得高纯度硝酸铀酰溶液,再经沉淀、碳酸铵转型结晶、煅烧、还原等工序,最终制得核电纯UO2。

10.陶瓷基复合材料
 
陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能,而其致命的弱点是具有脆性,处于应力状态时,会产生裂纹,甚至断裂导致材料失效。而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合,则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。纤维能阻止裂纹的扩展,从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。

禁运发挥了促进作用,对此我们并不会表示感谢!

如今论碳纤维的产量,中国排名世界第一,但是在高等级碳纤维产品领域长期受制于人,高等级碳纤维材料市场全长期被日本企业占据,对中国施行了密了禁运和制裁,以前连碳纤维材料制成的钓鱼杆都列入禁运品,不让向中国出口,相关技术及设备更不用说了!

以前国内的高等级碳纤维材料价格极为昂贵,还不一定能有货,这让我们不得不大力发展相关技术。经过多年努力,如今中国破技术难关高等级碳纤维材料,不仅造了出来,产量也在逐步提高,让天价材料变成大白菜,价格越来越低了。

高强度碳纤维
 
2017年 T800碳纤维量产哈尔滨某化工科技公司规模化生产的T800级碳纤维成本仅为350元/公斤,该技术不仅打破了部分国家在高性能碳纤维领域对我国实施的贸易封锁,更将生产成本降到国际价格的三分之一。碳纤维是导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略基础材料。

2018年 百吨级T1000碳纤维生产线实现投产我国完全自主研发的第一条百吨级T1000碳纤维生产线在江苏连云港开发区实现投产且运行平稳,标志着我国高性能碳纤维再上一个新台阶,迈入了向更高品质发展的新时代。目前,中国建材集团所属中复神鹰碳纤维公司已系统掌握了T700级、T800级千吨级技术和T1000级、M30级、M35级百吨级技术,在国产碳纤维市场的占有率连年达到50%以上,极大促进了我国碳纤维复合材料产业的发展,解决了国家对高端材料的急需。
 
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高强度高模量碳纤维
 
2017年 M40J特种纤维
 
航天科工集团公司二院二部主持的国产M40J碳纤维研制项目获得成功,并“达到国际领先水平”。

碳纤维材料以强度为等级标准,T800、T1000等属于高强中模级碳纤维产品,M40J属于高强高模级碳纤维产品,生产技术要求更高,价格也更昂贵。如今中国突破M40J强度的碳纤维,不仅打破国外技术垄断,更重要的是,解决大问题。对中国军工产品,尤其航空航天产品有非常重要的意义。

2018年 M60J超高强碳纤维技术获新突破
 
中国科学院宁波材料技术与工程研究所成功制备出拉伸强度5.24GPa、拉伸模量593GPa的高强高模碳纤维,实现了国产M60J超高强度高模量碳纤维关键制备技术的全新突破。至此,中国完成了对碳纤维材料三个核心方向(高强高模量、高强度、高模量)上重要战略性产品的全部攻关,今后在主要军用级别和航天级别碳纤维领域已经没有哪个国家能封锁中国。

要知道,在卫星发射进入太空的过程中,不仅有200度高温的炙烤,还会有零下100度的冷冻极寒考验,所以卫星制材的选用标准极为严格,高超音速飞行器也是如此。
 
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而高模量碳纤维,就是卫星和航天器主体结构、功能结构、防护结构和辅助结构建造不可替代的关键材料。当初由于中国高模量碳纤维研制起步晚研发水平落后,卫星结构用高模量碳纤维的80%都依赖进口,航天科技发展处处受制于西方,在复杂的国际环境中随时都有可能陷入被掐断供应的被动局面。

值得高兴的是,据悉由中国自主研发的高强高模碳纤维,与日本东丽同类产品相比,继续保持了在拉伸强度上的优势,未来三年内,国产M55J和M60J级别两型号碳纤维将实现百吨级量产,届时中国在高强高模量和高模量碳纤维领域可基本自给自足。
 
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目标:可以自己造,但是没必要
 
发达国家不仅对中国展开了技术封锁,甚至连产品都不对中国出口。但现在看来,这并没能阻止中国的急速发展。曾有某位老专家感慨,近年来中国在高科技和新材料领域不断取得突破,都是西方技术封锁逼出来的。但事实证明,外国有的中国同样能搞出来!

改革开放以来,我们靠着规模庞大的制造业,在短短的几十年时间里,由一穷二白到全面实现小康。世界工厂,是一种过渡,是快速发展的一种手段,而不是目的。我们的目标是掌握了核心技术,而不一定非得自己生产,就像现在发达国家到处都是中国制造的商品一样。假以时日,Made in China越来越少的出现在商品的包装上,我们却更加自信。当中国突破一个又一个技术壁垒而回首往昔,那看似威力巨大的禁运也就成了笑谈。


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责任编辑:韩鑫


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