揭秘!如何打破美日垄断,实现技术突破并为国家每年节省10亿

发表时间: 2024-09-06 08:48

|小彭的灿烂笔记

编辑|小彭的灿烂笔记

声明:本文陈述内容参考的“官方信息来源”,均赘述在文章末尾,感谢支持。

【前言】

在科技领域,有一种名为 “芳纶纸” 的神奇材料,它看似普通纸张,却有着超乎想象的性能。

在过去的漫长岁月里,美日两国牢牢把控着芳纶纸的技术,他们以极低的成本生产,却以高昂的价格卖给我国。

据说:成本仅 20 元的芳纶纸,美日竟卖到我们 2800 元,这无疑是对我国科技发展的严重制约。

但在困境面前,总有英雄挺身而出,一位杰出的科研工作者,带领团队,历经无数个日夜的艰苦钻研、反复试验,终于成功造出了属于中国自己的芳纶纸……

“芳纶纸”究竟是什么?又是谁打破美日技术封锁,造出 “芳纶纸”的呢?

【“芳纶纸”成本20元,美日卖我们2800元!】

芳纶纸最初由美国杜邦公司在20世纪60年代成功研发,并率先实现了工业化生产,杜邦公司凭借其在芳纶纤维领域的研发水平和规模化生产能力,占据了技术和市场的绝对领先地位。

杜邦公司不仅在全球范围内拥有近50%的市场份额,而且通过控制技术和贸易渠道,对芳纶纸的价格和供应进行严格管理。

胡建教授曾指出:芳纶纸的成本仅为每个20元,但日本三菱却以2800元的价格卖给中国。

美国和日本等国家长期对芳纶纸的加工技术进行严格保密,形成了技术和贸易的垄断,以至于我们中国在芳纶纸的生产技术上存在空白,无法获得相关技术的支持和学习机会。

要知道,芳纶纸的国产化和自主化,对于中国来说非常重要,它不仅能够减少对外部技术的依赖,降低进口成本,还能推动国内相关产业链的发展,增强国家的科技实力和竞争力。

并且芳纶纸的应用范围还十分的广泛,什么航天器啊、绝缘材料啊,都可以使用。

虽然芳纶纸是一种高科技材料,但它成本仅为20元人民币,但美日公司向中国售卖同样的产品时,价格却高的吓人。

而这价格悬殊的背后,是美国和日本长达数十年的技术垄断,从而导致了中国在多个领域受到限制。

芳纶纸的主要成分是聚对苯二甲酸酯,具有较高的介电常数和介电强度,通常由芳香酰胺纤维组成。

在电气绝缘领域,芳纶纸主要用于变压器中线圈、绕组层间绝缘材料,绝缘套、部件间、导线及接头用绝缘材料;电机和发电机中线圈绕组、槽间、相间、匝间、线路终端绝缘等。

在蜂窝芯材领域,芳纶纸被用于制造航空、新能源汽车等新兴领域的蜂窝类产品,这些产品的附加价值较高。

随着新能源汽车、风力发电、光伏发电、5G通信等新兴应用领域的出现,芳纶纸的市场需求逐步扩大。

国内市场同样以电气绝缘领域的应用为主,占到芳纶纸总消耗量的90.76%,而蜂窝结构材料及其他复合材料的消费占比仅为9.24%。

由于芳纶纸的投资成本高、技术难度大,且工艺技术被严格保密,长期以来只有美国和日本能够生产这种材料,再加上这种技术保密策略,使得其他竞争对手难以进入市场,从而维持了美日两国的垄断地位。

尽管我国高度重视芳纶纸技术突破,并为其发展提供了良好的政策和市场环境,但长期以来仍未能完全打破美日的技术封锁。

但我们中国并未长期处于被动局面,而是通过自主研发和技术突破,直到一个女人的出现,成功掌握了芳纶纸的制作技术,并打破了美日的技术垄断……

【张美云发明高性能纤维纸——芳纶纸】

芳纶纸是一种高性能纤维纸,这种材料硬度比钢高出七倍,并且具有耐高温、电绝缘等特性,被广泛应用于航空航天等领域。

张美云教授及其团队在这一领域的研究始于1984年,经过近40年的深耕,发表了200多篇高水平学术论文,并获得了40多项国家发明专利。

她的团队利用芳纶损纸作为原料,开发出多种高性能纤维纸基功能材料,这些成果显著提升了我国在高性能纤维纸基功能材料领域的国际竞争力,打破了美国的技术垄断。

张美云教授1957年9月生于山西临猗,1982年毕业于西北轻工业学院(现陕西科技大学前身),并留校任教。

她不仅在学术界享有盛誉,还曾获得国家科技进步奖二等奖,并被授予“中国造纸蔡伦科技奖”,同时她也是全国高校黄大年式教师团队成员,并且在2021年入选中国工程院院士增选名单。

除此之外,张美云教授在教学方面也表现突出,指导出多名优秀博士和硕士研究生,并担任博士生导师。

在她的领导下,陕西科技大学轻工科学与工程学院取得了多项科研突破,特别是在纳米纤维规模化制备、多维度智能传感等领域。

张美云教授以其卓越的科研能力和无私的奉献精神,为中国的制浆造纸事业做出了巨大贡献,被誉为“当代蔡伦”。

【打破美日垄断技术,每年为国家省10亿】

张美云教授的芳纶纸发明,每年为国家节省出的金额,差不多都得有10亿,究竟芳纶纸的研发和应用可以显著降低成本,提高效率,从而间接为国家节省大量资金。

张美云教授的芳纶纸发明,主要涉及高性能纤维纸基功能材料的制备和应用,具体来说,也就是芳纶纸是一种以对位芳香族聚酰胺为基础材料,通过特定的制备工艺得到的高性能纤维纸基复合材料。

在制备过程中,张美云教授团队采用了热压增强技术,这是芳纶纸结构优化与性能提升的核心技术之一,该技术涉及控制热压温度和压力,以及纸页抄造过程中的成形质量。

他们还研究了湿式纸基摩擦材料中芳纶纤维含量对耐磨性的影响,并利用芳纶浆粕配合剑麻纤维、碳纤维等其他纤维进行抄造。

并且芳纶纸的应用领域非常广泛,包括高速列车、航空航天等需要耐高温和高强度的场合,这种材料不仅具有高拉伸强度和弹性模量,还具备高温稳定性,使其在极端环境下表现出色。

我国国产大飞机C919就成功应用了芳纶纸蜂窝材料,还有美国空军B-2隐身轰炸机的机翼蒙皮也使用了芳纶材料。

还有在航天器研发建造过程中,使用芳纶纸这种材料可以极大地减轻火箭的整体质量,每减轻1千克,火箭成本就会降低100万美元……

【结语】

如今,随着张美云研发的芳纶纸广泛应用于各个领域,我国的科技实力和综合国力得到了进一步提升。

这张看似普通的 “纸”,成为了国家发展的强大支撑,也激励着更多的科研人员,为实现中华民族伟大复兴的中国梦而不懈奋斗。

让我们向张美云致敬,为她的卓越贡献点赞,也期待着中国科技在更多领域创造新的辉煌。

参考资料:

陕西画报2018年第2期在2018在5月10日关于《中国制造背后的故事——访陕西科技大学张美云教授》的报道

阻燃布料_阻燃面料网在2023在6月8日关于《芳纶:21世纪的重要材料!》的报道

百度百科——张美云