カーボンファイバーの束で大型飛行機2機を牽引可能！ 「新素材の王」は5兆元の「新しい風口」を開く。

近年、多くの新産業が猛烈なスピードで発展し、産業システムの近代化の新たな柱となっています。中でも新素材は、先端ものづくりの「シャシー技術」として、ハイエンド装置や大型プロジェクトを支える欠かせない材料基盤です。

推計によると、今年1月から9月までの新素材産業の総生産額は5兆元を超え、2桁の成長を維持している。新素材の出現が加速していますが、実際のところ、どこが「新しい」のでしょうか？従来の素材と比較して、どのような利点がありますか?今日、「新しい生産性の形成を加速する」特別プログラムを「新素材の王様」である炭素繊維に導入します。

フィールド上では、アスリートが新記録を樹立するのに役立ちます。生活の中で、軽い負荷を習慣にします。宇宙では金属材料に重大な衝撃を与えます。カーボンファイバーです。箸ほどの厚さの T1000 カーボンファイバーの束。C919 国産航空機 2 機を牽引するのに十分な量です。炭素繊維の研究開発と大規模な生産能力を備えている国は世界でも数えるほどしかなく、中国もそのうちの 1 つです。

Zhongfu Shenying Carbon Fiber Co., Ltd の副総経理、Chen Qiufei 氏: 幅 5 mm の炭素繊維の束には 12,000 本のモノフィラメントが含まれています。今年T1100グレードのカーボンファイバーの量産が達成されたばかりですが、これは実験室での画期的な進歩ではありません。バッチ安定生産のみで品質が安定しており、航空宇宙などの多くの産業用途のニーズに対応します。

2021年、中国は初めて世界最大の炭素繊維生産国となった。 2022年には炭素繊維の国産量が初めて輸入量を上回る。今年5月、世界最大の年間生産量2万5000トンの高性能炭素繊維プロジェクトが西寧市でフル生産された。国産炭素繊維の大規模生産では、輸入制限によって価格が一旦上昇したが、大量の需要放出に伴うコストによって制限され、価格は下落するはずだ。

www.DeepL.com/Translator で翻訳（無料版）2021 年、中国は初めて世界最大の炭素繊維生産国となりました。 2022年には炭素繊維の国産量が初めて輸入量を上回る。今年5月、世界最大の年間生産量2万5000トンの高性能炭素繊維プロジェクトが西寧市でフル生産された。国産炭素繊維の大規模生産では、輸入制限によって価格が一旦上昇したが、大量の需要放出に伴うコストによって制限され、価格は下落するはずだ。

スキー場と同じくらい開けた領域は、長さ 123 メートルの洋上風力タービンブレードの内部空洞です。空中に吊り上げられているのは主にカーボンファイバー製のメインビームで、ブレードにおけるメインビームの役割は人間の背骨に相当します。

ブレードに使用される炭素繊維の量は約10トンで、炭素ビームは風力タービンブレードの重量の5分の1、コストの3分の1以上を占めます。

巨大な風力タービンのブレードに海藻のシートのように敷設された炭素ビームの薄い層は、実際には最も厚い部分で十数層の炭素板で構成されています。重さ約 1 キログラムのカーボン板で、炭素繊維の含有率は 70% 以上です。同工場は今年以前から輸入炭素繊維を使用しており、炭素板の価格は約150元だった。同工場では今年から国産カーボン繊維の使用を開始し、カーボンボードのコストが半額に下がった。

炭素繊維を利用できる産業がますます増えており、炭素繊維市場も炭素繊維の使用の形成を加速しています。 「デュアルカーボン」戦略の推進の下、水素エネルギーは将来の国家エネルギーシステムの重要な部分として、多くの将来の産業配置を惹きつけており、この問題を解決するには貯蔵と輸送が緊急の必要性となっている。

水素ステーション間での水素の移送に使用される炭素繊維巻き水素貯蔵筒は、従来の水素貯蔵筒に比べ、筒の中央に巻かれたインナーライナーの厚みを2センチメートルから1センチメートルまで薄くすることができ、同じ重量で 30% 多くの水素を輸送します。

より軽量な容器を使用してより多くの水素を貯蔵することが業界の発展の方向性ですが、炭素繊維が大きな違いを生む可能性がある分野でもあります。今年製造許可を取得したばかりの製品のバッチ生産ラインでは現在、自動車会社と共同で水素燃料電池乗用車に必要な水素貯蔵シリンダーの開発を進めている。

63リットルの水素ボンベには500倍の水素を入れることができ、ボンベ内は70MPaの高圧になっています。

Sinoma Science and Technology (Suzhou) Co., Ltd. R&D センターの副所長、Ji Zengxiang 氏: 70 MPa は、爪の蓋ほどの大きさの領域の重量が 700 キログラムであると解釈できます。白はプラスチックライナーで、シールの役割を果たします。全体の70MPaの強度はすべて黒いカーボンファイバーによって提供されます。

0から1へのブレークスルーでも、1から100への深耕でも、新素材の代表である炭素繊維は絶えず技術革新を続け、製品のアップグレードをこじ開け、産業の飛躍を促進します。

リソースの収集と共同イノベーション 中国の新素材産業は新たな発展段階に入った

新素材分野のスターであるカーボンファイバーは、急速な新素材開発の縮図にすぎません。データによると、2022年の中国の新素材産業の総生産額は約6兆8000億元となり、2012年と比べて6倍近く増加し、平均年間複合成長率は20％以上となる。

多くの重要な新素材の画期的な進歩の背後には、科学技術革新と新素材の開発の力が不可欠であり、新技術の進歩をさらにサポートして新しい質的生産性の形成を加速します。どうやって力を入れるのか？

Gan Yong氏は、「材料の世代が技術の世代を決定する。新材料はシャーシ技術であるだけでなく、パイオニア技術でもある」と述べた。近年では、中国の鉄道輸送、有人宇宙飛行、エネルギー工学、電子情報、バイオテクノロジー、その他の新世代技術開発の躍進、強力な支援の重要な材料となっており、上流および下流産業が強力な推進力を形成しています。 。

新素材産業発展に関する国家専門家諮問委員会主任、中国工程院院士、甘勇氏：新鋼材、特殊合金材、世界最長の42,000キロメートルの高速鉄道を建設し、開発新素材の開発により、新エネルギー車を推進し、世界の技術開発をリードします。情報材料、特に化合物半導体において、私たちは数々のブレークスルーを実現してきました。これらの新素材の開発は、製造大国が高品質開発の高品質段階に入る比較的良好な基盤を築きました。

現在、中国の新素材産業は大きな戦略的ニーズに直面しており、発展の重要な時期に入っている。ナノマテリアル、炭素系材料、コーティング材料、先端繊維材料、第3世代および第4世代半導体などの先端新材料に代表される主要中核分野は、今後世界的な競争の焦点となる。

新素材産業の発展に関する国家専門家諮問委員会の責任者、中国工程院学会員のガン・ヨン氏：特に集積回路では14ナノメートル、22ナノメートル以下、さらには7ナノメートルまで。この分野のいくつかの資料については、私たちが追い続けなければなりません。最先端の資料のレイアウトにおいて、非常に重要な資料が新情報資料です。それは、国家権力闘争の人工知能時代の将来とともに、国の全体的な算術基盤をサポートします。現在、私たちは将来の6G材料、情報記憶材料などを含む、量子通信、量子ディスプレイ、量子コンピューティング、量子検出のレイアウトにいます。実際、それは将来の産業発展の基盤にもなります。

近年、新素材分野における世界的な競争はますます激化しています。ガンヨン氏は、革新的な資源を収集し、多体、フルチェーン、体系的な新素材システムを構築する国家大規模特別プロジェクトを通じて、物質大国から物質強国への転換を実現できると信じている。現在、中国の新素材分野における専門的かつ熟練した人材の数は世界第１位となっている。その中には、中国科学院と工程院の学者が200人以上、材料科学と技術の人材が115万人以上いる。 60以上の国家主要新材料研究所。そして、最近立ち上げられた新素材の主要な特別プロジェクトを段階的に実施し、中国の新素材産業の質の高い発展を総合的に推進するための支援となる。

国家新素材産業発展専門家諮問委員会主任、中国工程院甘勇院士：長期にわたる安定したハイレベルな研究開発プラットフォームを多数形成し、中国の新素材からハイエンド開発までを包括的に推進する。新しい品質生産性の新しい段階の下で、新素材は活発な開発段階に入ります。また、一部の材料は巨大な需要のため、巨大市場の抵抗により、開発速度は従来を超え、材料品種の独自ローカライゼーションはますます増えており、ハイエンド材料のブレークスルー能力はますます強力です。