當(dāng)記者再次走進(jìn)江蘇恒神股份有限公司（以下簡稱“恒神股份”）的車間，從預(yù)氧化到低溫碳化、高溫碳化環(huán)節(jié)，高大、整齊排列的各式設(shè)備正在高效運轉(zhuǎn)，整個車間一派熱氣騰騰的繁忙景象，與幾年前記者第一次走進(jìn)這里的情景形成很大反差。

乘著國產(chǎn)碳纖維經(jīng)歷新一輪難得“黃金機(jī)遇期”的東風(fēng)，作為行業(yè)龍頭企業(yè)之一的恒神股份從2020年下半年開始步入一個新發(fā)展階段。恒神股份牢牢堅持以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，緊盯行業(yè)趨勢、搶占變革先機(jī)，推動科技創(chuàng)新持續(xù)走深走實，將創(chuàng)新“基因”不斷融入高質(zhì)量發(fā)展“血脈”。

幾年來，恒神股份在新產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面有哪些新突破？在應(yīng)用領(lǐng)域拓展，尤其是航空等高價值應(yīng)用市場拓展方面有哪些進(jìn)展？其擴(kuò)產(chǎn)項目榆林恒神的建設(shè)情況如何？公司下一步的整體發(fā)展思路又是什么？

重點碳纖維技術(shù)不斷突破

恒神股份隸屬于陜西煤業(yè)化工集團(tuán)，業(yè)務(wù)覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)瞧涞湫吞攸c。其碳纖維年產(chǎn)能為5000噸，織物和預(yù)浸料年產(chǎn)能為1500萬平方米，高性能樹脂年產(chǎn)能為1200噸，復(fù)合材料制件年產(chǎn)能為5000噸，而且具有碳纖維復(fù)合材料制件、航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的研發(fā)和生產(chǎn)能力。

公開的財報數(shù)據(jù)顯示，今年上半年，恒神股份實現(xiàn)營業(yè)收入4.39億元。

幾年來，恒神股份在新產(chǎn)品研發(fā)方面不斷突破，重點開發(fā)了HF60（T1100級）、HF55M（M40X級）高性能碳纖維，以及低成本大絲束（50K）碳纖維等新產(chǎn)品。

財報數(shù)據(jù)顯示，今年上半年，公司研發(fā)投入共4769萬元，同比增長4%。

尤其值得注意的是，恒神股份在超高強(qiáng)高模碳纖維研發(fā)和工程化方面取得重大突破。

由江蘇恒神股份有限公司、中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所和哈爾濱工業(yè)大學(xué)共同承擔(dān)的“超高強(qiáng)高模碳纖維（HF55M）工程化關(guān)鍵制備技術(shù)”項目近日通過了由中國紡織工業(yè)聯(lián)合會組織的鑒定。鑒定委員會認(rèn)為，項目成果達(dá)到國際先進(jìn)水平。

高模碳纖維又稱“石墨纖維”，是一種含碳量在99%以上的高性能碳纖維。這種纖維具有高比模量、熱膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點，是衛(wèi)星和航天器主體結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)和防護(hù)結(jié)構(gòu)等不可替代的關(guān)鍵材料，也是一種性能獨特的軍民兩用工業(yè)材料。

恒神的產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空航天、新興市場和工業(yè)市場。（資料圖片）

“目前，高模碳纖維廣泛應(yīng)用于航空航天、體育器材、民用高端產(chǎn)品等先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是在航天領(lǐng)域，高模碳纖維的市場份額達(dá)到50%左右。”恒神股份總工程師錢鴻川向記者介紹，“高模碳纖維是航天器各級結(jié)構(gòu)的核心關(guān)鍵材料，是未來航天材料發(fā)展的重點。”

據(jù)介紹，傳統(tǒng)的高強(qiáng)碳纖維具有高拉伸強(qiáng)度和高斷裂延伸率特征，但抵抗變形能力較弱；高模碳纖維則具有高拉伸模量，但強(qiáng)度和斷裂延伸率（0.7%-1.2%）較低。高強(qiáng)高模高韌性碳纖維兼顧以上兩類碳纖維的優(yōu)點，具有高拉伸強(qiáng)度、高拉伸模量和高斷裂延伸率（≥1.5%）的特點，能夠滿足高模碳纖維應(yīng)用工藝性，提高碳纖維性能利用率，提升復(fù)合材料拉伸性能。

錢鴻川介紹：“這幾年，國外新型碳纖維的發(fā)展，不再是一味追求超高拉伸強(qiáng)度，而是向著高強(qiáng)度、高模量、高延伸率‘三高’方向發(fā)展，向著與應(yīng)用目標(biāo)契合的方向發(fā)展。”

“超高強(qiáng)高模碳纖維（HF55M）工程化關(guān)鍵制備技術(shù)”項目開發(fā)了連續(xù)長周期聚合及高分子量、窄分布聚丙烯腈紡絲原液制備技術(shù)，研發(fā)出高溫高濃凝固成型技術(shù)，研制出聚丙烯腈纖維預(yù)氧化碳化結(jié)構(gòu)調(diào)控與納米缺陷控制技術(shù)。結(jié)合復(fù)合式電化學(xué)表面處理工藝，形成了完整的超高強(qiáng)高模碳纖維工程化技術(shù)。

恒神股份總經(jīng)理張明表示，公司擁有生產(chǎn)超高強(qiáng)高模HF55M碳纖維的能力。產(chǎn)品經(jīng)第三方檢測，碳纖維拉伸強(qiáng)度≥5800MPa， 碳纖維拉伸模量≥377GPa，斷裂伸長率≥1.5%。這款產(chǎn)品通過了多家應(yīng)用單位多批次試用，已實現(xiàn)批量銷售，能夠滿足未來國防及高端裝備領(lǐng)域?qū)μ祭w維復(fù)合材料性能均衡化的要求。

“國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)新一輪蓬勃發(fā)展，不僅帶動了產(chǎn)業(yè)鏈上游的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，還使企業(yè)紛紛加快了研發(fā)節(jié)奏。”中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所高級工程師錢鑫表示，隨著碳纖維國產(chǎn)化進(jìn)程加速，將進(jìn)一步促進(jìn)碳纖維及其復(fù)合材料制造技術(shù)的提升，也將促進(jìn)碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展。

積極拓展高附加值市場

航空領(lǐng)域向來是全球碳纖維及其復(fù)材企業(yè)重點拓展的高端應(yīng)用市場。面對近幾年全球市場新競爭格局，民用航空領(lǐng)域成為國產(chǎn)碳纖維龍頭企業(yè)重點拓展的應(yīng)用市場。

隨著國產(chǎn)大飛機(jī)項目產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入新階段，我國對先進(jìn)航空零部件自動化制造的需求不斷增長，對自動鋪放設(shè)備的需求快速增長。恒神股份依托全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，圍繞大飛機(jī)、通用飛機(jī)、無人機(jī)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計研發(fā)，把材料、設(shè)計、制造一體化的復(fù)合材料開發(fā)和應(yīng)用理念落實到產(chǎn)品服務(wù)中。

張明介紹，恒神股份目前擁有先進(jìn)的自動鋪絲機(jī)、鋪帶機(jī)各一臺。設(shè)備的引進(jìn)，對于承接民用大飛機(jī)相關(guān)任務(wù)提速提產(chǎn)有較好的支撐，同時，對材料國產(chǎn)化推進(jìn)也發(fā)揮了較大作用。“近幾年，公司從材料、制件工作包方面同時著手，隨著材料項目的進(jìn)展及工作包承接，恒神股份與中國商飛的合作逐步加深。”

記者了解到，此前，恒神股份還開展了大飛機(jī)后機(jī)身壓力框、帽型加筋壁板等典型結(jié)構(gòu)部件的試制，預(yù)浸料的復(fù)合材料性能和工藝性均滿足相關(guān)要求。這幾年，恒神股份研發(fā)了高增韌樹脂及其預(yù)浸料、高強(qiáng)中模碳纖維預(yù)浸料等材料體系，以及航空、航天等領(lǐng)域應(yīng)用的系列復(fù)合材料制件等。

“跟隨國家民機(jī)自主可控發(fā)展戰(zhàn)略，恒神T800級產(chǎn)品在相關(guān)部件中開始配合國產(chǎn)化應(yīng)用。長遠(yuǎn)看，大飛機(jī)研制過程中均有典型結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)材料需求，待成熟度提升后，將逐步實現(xiàn)碳纖維復(fù)材國產(chǎn)化替代。”張明說。

公開的財報數(shù)據(jù)顯示，上半年，恒神股份高附加值業(yè)務(wù)市場實現(xiàn)銷售收入1.88億元。

此外，恒神股份在風(fēng)電等市場的應(yīng)用也不斷拓展。

恒神股份副總經(jīng)理潘毅介紹：“公司在風(fēng)電市場主推碳纖維拉擠板和碳纖維織物兩類產(chǎn)品，目前產(chǎn)品批量供應(yīng)給遠(yuǎn)景能源、上海電氣和明陽智能三家國內(nèi)風(fēng)電頭部企業(yè)。”

總體來看，恒神股份的產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空航天、新興市場和工業(yè)市場等。其中，航空航天市場主要包括防務(wù)航空航天及民用航空，新興市場主要包括風(fēng)電、光伏和氫能等，工業(yè)市場主要包括建筑補(bǔ)強(qiáng)、體育休閑等。

“長期以來，由于碳纖維應(yīng)用技術(shù)開發(fā)難度較高，研發(fā)設(shè)計時間長、研發(fā)投入大、生產(chǎn)成本高，造成高端產(chǎn)品價格昂貴，仍存在大規(guī)模普及的潛力。我國碳纖維的主要應(yīng)用領(lǐng)域，目前仍然是以體育休閑、風(fēng)電葉片、建筑補(bǔ)強(qiáng)等應(yīng)用標(biāo)模碳纖維的工業(yè)市場為主。包括恒神在內(nèi)的幾家企業(yè)的高端產(chǎn)品，能夠應(yīng)用于民用航空、武器裝備等高附加值領(lǐng)域。”潘毅表示。

“內(nèi)外兼修”擁抱市場機(jī)遇

伴隨著國產(chǎn)碳纖維新一輪的規(guī)模擴(kuò)張，多家在技術(shù)、研發(fā)、工藝配套等綜合方面水平領(lǐng)先的龍頭企業(yè)快速擴(kuò)大規(guī)模。恒神股份也在陜西榆林投資建設(shè)了新項目——榆林恒神新材料有限公司。

榆林恒神總經(jīng)理方新軍表示，公司擬在陜西榆林投資建設(shè)2萬噸/年高性能碳纖維生產(chǎn)基地，一期一階段項目投資13.2億元（含土地使用權(quán)），后續(xù)規(guī)劃及項目建設(shè)節(jié)奏將根據(jù)市場變化和技術(shù)迭代情況分步、分期實施。

方新軍表示，榆林恒神項目一期一階段將建兩條生產(chǎn)線，年產(chǎn)能為5000噸，計劃2024年12月建成，2025年一季度末將具備投產(chǎn)條件，后續(xù)生產(chǎn)線將按市場需求逐步投產(chǎn)。大絲束碳纖維生產(chǎn)線每條年產(chǎn)能為2500噸，主要產(chǎn)品為HF20-50K和HF30-50K，主要面向風(fēng)電、軌道交通等市場。干噴濕紡碳纖維生產(chǎn)線年產(chǎn)能為2500噸，主要產(chǎn)品為HF30T-12K/24K、HF40T-12K/24K，主要面向光伏、氫能和民用航空等市場。

在規(guī)模擴(kuò)張基礎(chǔ)上，恒神股份還將持續(xù)修煉內(nèi)功。

為提高產(chǎn)品性能穩(wěn)定性，公司開發(fā)的PTS追溯系統(tǒng)已上線運行，該系統(tǒng)可對生產(chǎn)運行情況、工藝參數(shù)等建立數(shù)據(jù)庫，能夠進(jìn)行多維度分析，實現(xiàn)全流程的精確控制。同時，公司積極引進(jìn)技術(shù)人員，對生產(chǎn)設(shè)備和工藝進(jìn)行優(yōu)化，為產(chǎn)品穩(wěn)定性提供支撐。通過持續(xù)的技術(shù)積累和技改創(chuàng)新，公司對產(chǎn)品工藝全流程的穩(wěn)定性控制水平大幅提升，產(chǎn)品的質(zhì)量合格率和產(chǎn)品性能業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。

潘毅說：“未來幾年，我們的發(fā)展重點包括三個方面：一是通過工藝和材料創(chuàng)新，鞏固并提升在重點市場的地位，持續(xù)優(yōu)化成本和性能；二是在工業(yè)市場上不斷開發(fā)針對新應(yīng)用領(lǐng)域的高附加值產(chǎn)品，拓展復(fù)合材料的需求版圖；三是以現(xiàn)有的海外基地作為支點，積極開發(fā)復(fù)合材料成熟市場。科技創(chuàng)新、降本增效、提升質(zhì)量、開拓市場，將始終是我們的工作重點。”

對于碳纖維的市場發(fā)展前景，潘毅表示：“雖然今年碳纖維價格處于回歸狀態(tài)，但從另一個角度看，這也有助于加速碳纖維新應(yīng)用市場開發(fā)，激發(fā)新需求。而且，碳纖維是一個不斷迭代的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，尤其是在高附加值應(yīng)用領(lǐng)域，高性能碳纖維材料仍然具有優(yōu)勢。碳纖維及其復(fù)合材料作為一種用途廣泛的新型材料，市場需求的增長來自于存量市場的增長，更重要的是來自于對傳統(tǒng)材料的升級替代，這是一個有無窮潛力的市場。”