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突破技術(shù)壁壘 勇攀科學(xué)高峰
——山東大學(xué)山東省碳纖維工程技術(shù)研究中心主任、二級教授王成國
來源：中國民主同盟網(wǎng)站 http://www.itjx.net日期：2017-11-20
碳纖維是一種軍民兩用新材料，屬于技術(shù)密集型和政治敏感的關(guān)鍵材料。20世紀(jì)70年代，美國在戰(zhàn)略導(dǎo)彈和作戰(zhàn)飛機(jī)中就開始使用碳纖維材料，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中更大量使用了碳纖維武器裝備。鑒于碳纖維是一種國防軍工舉足輕重的戰(zhàn)略材料，美國、日本等國家對我國一直進(jìn)行技術(shù)封鎖，不僅碳纖維制備技術(shù)不轉(zhuǎn)讓于中國，而且生產(chǎn)碳纖維的中間原料前驅(qū)體也不向中國銷售。
王成國學(xué)的專業(yè)是金屬材料，1997年以前,一直從事金屬材料方面的研究工作，1999年北約轟炸我國駐南斯拉夫大使館事件改變了王成國的科研方向。他們使用碳纖維制造的炸彈，因?yàn)槠鋵?dǎo)電的特性，破壞力大大增加，這種爆炸力能使整座城市電力癱瘓。看到這些，王成國受到極大震動，由此下定決心轉(zhuǎn)入開展碳纖維研究。
轉(zhuǎn)變研究方向的過程極其困難。王成國先由金屬材料轉(zhuǎn)為金屬基復(fù)合材料，有了一定基礎(chǔ)之后，再由金屬基復(fù)合材料轉(zhuǎn)到樹脂基復(fù)合材料。因?yàn)闃渲鶑?fù)合材料屬于高分子材料領(lǐng)域，和碳纖維復(fù)合材料的研究方向密切相關(guān)。就這樣，兩年多廢寢忘食的努力學(xué)習(xí)和鉆研，使他在碳纖維研究的理論基礎(chǔ)上充實(shí)起來。與研究團(tuán)隊(duì)成員一起多方申請資金、自己動手研制設(shè)備，幾經(jīng)努力，碳纖維研究的實(shí)驗(yàn)條件也完備起來。
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2000年6月，王成國開始主持山東省碳纖維工程技術(shù)研究中心工作，確立了主攻方向?yàn)樘祭w維及其復(fù)合材料。2015年前，走過山東大學(xué)千佛山校區(qū)西側(cè)小樹林中的一條泥土小徑，就會看到山東省碳纖維工程技術(shù)研究中心：幾大間陳舊的平房是研究中心的實(shí)驗(yàn)室，辦公室則在旁邊一個(gè)簡易的臨時(shí)建筑的二樓上。從外面走過，誰也看不出這是全國很有影響的三家碳纖維研究機(jī)構(gòu)之一，誰也不會想到這就是被山東省政府嘉獎的山東省碳纖維工程技術(shù)研究中心?，F(xiàn)在的碳纖維工程技術(shù)研究中心的原絲試驗(yàn)線和預(yù)氧化碳化試驗(yàn)線分別建在山大魯發(fā)碳纖維復(fù)合材料中心和山大興隆山校區(qū)綜合實(shí)驗(yàn)樓。
2000年8月，國家專門成立了以兩院院士師昌緒（2010年獲國家科學(xué)技術(shù)最高獎）為組長的“聚丙烯腈基碳纖維發(fā)展對策研究”課題組，胡錦濤總書記和溫家寶總理多次批示，必須把中國的碳纖維及其復(fù)合材料搞上去，打破美國和日本等國家對我國的碳纖維技術(shù)壟斷。作為一名立志從事碳纖維及其復(fù)合材料研究的科技工作者，王成國不辜負(fù)國家的期望，擔(dān)負(fù)起攻克碳纖維制備關(guān)鍵技術(shù)的責(zé)任。2001年10月科技部決定設(shè)立碳纖維專項(xiàng)，11月從全國范圍內(nèi)遴選5位專家組成了“863”碳纖維專項(xiàng)專家組，王成國入選，并作為成員之一起草修訂了“十五”碳纖維攻關(guān)戰(zhàn)略目標(biāo)和實(shí)施方案，這對中國碳纖維產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。2002年6月，王成國作為課題負(fù)責(zé)人主持國家“863”重大專項(xiàng)開展高性能聚丙烯腈基碳纖維及其原絲制備關(guān)鍵技術(shù)研究。
碳纖維及其原絲制備是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及材料科學(xué)、化學(xué)工程、紡織工程、機(jī)械工程、熱能工程和自動化工程等多個(gè)學(xué)科。由于國內(nèi)沒有生產(chǎn)碳纖維及其原絲的裝置和設(shè)備，國外又對我們進(jìn)行技術(shù)封鎖，我國只能自己進(jìn)行相關(guān)設(shè)備研制。王成國和課題組的老師查閱了大量國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，走訪調(diào)研了多個(gè)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)腈綸等纖維的大型企業(yè)，形成了獨(dú)具特色的設(shè)計(jì)思路，繪制了一大批加工圖紙，成功地自行設(shè)計(jì)完成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的碳纖維原絲生產(chǎn)線和用于制備碳纖維的預(yù)氧化碳化生產(chǎn)線。
在碳纖維研究過程中有三大難關(guān)：原絲配方設(shè)計(jì)、紡絲工藝優(yōu)化和預(yù)氧化碳化關(guān)鍵技術(shù)突破。為了攻克這些難關(guān)，王成國帶領(lǐng)著科研團(tuán)隊(duì)幾乎天天披星戴月地研究，絞盡腦汁突破創(chuàng)新，一點(diǎn)點(diǎn)地尋求進(jìn)展。從事碳纖維研究的十多年來，王成國沒有節(jié)假日，所有的時(shí)間和精力都放在了碳纖維研究上。
碳纖維及其原絲制備一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究周期至少需要一周時(shí)間，實(shí)驗(yàn)過程不能中斷。為了盡快研制出高性能碳纖維及其原絲，王成國和課題組的老師以及研究生一起，經(jīng)常連續(xù)幾天奮戰(zhàn)在實(shí)驗(yàn)研究一線中，沒白沒黑地研究，工作在實(shí)驗(yàn)室，吃住在實(shí)驗(yàn)室。由于碳纖維原絲前軀體研究需高溫蒸汽處理，后續(xù)碳化需高于1000℃以上的高溫，實(shí)驗(yàn)過程中必須經(jīng)受高溫氣流的熏蒸，其中的滋味很難忍受，特別是在夏天實(shí)驗(yàn)時(shí)，大家都會汗流浹背，相當(dāng)于免費(fèi)蒸了桑拿??；雖然提前備用了藿香正氣水等防暑藥物，仍時(shí)有同學(xué)和老師中暑。即使這樣，他們也沒有停止研究工作，打了針吃了藥繼續(xù)戰(zhàn)斗。
由于實(shí)驗(yàn)需連續(xù)晝夜進(jìn)行，方便面就是他們的主要食品。他們經(jīng)常喝著自己實(shí)驗(yàn)室水處理設(shè)備制得的純凈水，吃著各種口味的方便面，呼吸著來自實(shí)驗(yàn)線上的混合氣體，雖然辛苦，但也享受著碳纖維研究中的工作成績和關(guān)鍵技術(shù)突破中的快樂。經(jīng)過不懈的努力，王成國帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)成功的研制出了國家急需的碳纖維及其原絲，并與江蘇省連云港市中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司合作，實(shí)現(xiàn)了工程化和產(chǎn)業(yè)化，該項(xiàng)目打破了美國、日本等國家對碳纖維的技術(shù)壟斷，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益，獲得了2010年度紡織工業(yè)科技進(jìn)步一等獎。
在碳纖維研究的基礎(chǔ)上，王成國和課題組老師進(jìn)一步開展了碳纖維復(fù)合材料制品的研發(fā)，先后成功開發(fā)了與碳纖維技術(shù)密切相關(guān)的一系列高新技術(shù)產(chǎn)品，并在多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。王成國正在研究的新型抗靜電碳纖維材料在航空、軍工武器等領(lǐng)域中的應(yīng)用，也已取得了突破性進(jìn)展。王成國先后主持承擔(dān)國家“863”項(xiàng)目4項(xiàng)，“973”項(xiàng)目3項(xiàng)，軍工項(xiàng)目3項(xiàng)，主持完成的“973”項(xiàng)目“超高性能碳纖維的分子設(shè)計(jì)與精細(xì)結(jié)構(gòu)控制”瞄準(zhǔn)國際領(lǐng)先水平的T1000級碳纖維開展攻關(guān)研究，已取得開創(chuàng)性的研究成果，現(xiàn)正和課題組老師一起開展高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)任務(wù)，為國家碳纖維事業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。
王成國于1991年加入中國民主同盟，曾任民盟山東省委常委、民盟山東大學(xué)基層委員會主委。在主持民盟山大基層委員會工作期間，團(tuán)結(jié)帶領(lǐng)廣大盟員，在參政議政、組織建設(shè)、思想建設(shè)和理論研究、社會服務(wù)等方面做了大量卓有成效的工作。作為一名基層盟員，王成國在利用業(yè)余時(shí)間做好盟務(wù)工作的同時(shí)，更是把突破技術(shù)壁壘、克服碳纖維技術(shù)難關(guān)作為盟員為國建功、為盟爭光的神圣職責(zé)和使命。民盟老前輩錢偉長曾說過，“祖國的需要就是我的專業(yè)”。這些年，國家給王成國許多榮譽(yù)，王成國說，自己要以前輩們?yōu)榘駱?，把一切榮譽(yù)當(dāng)作起點(diǎn)，為中國的碳纖維事業(yè)和教書育人工作奉獻(xiàn)自己畢生的赤誠。
責(zé)任編輯：劉磊
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