новые материалы «вплетены» в лунный флаг «чанъэ-6», и исследуется новая отрасль, лежащая в основе «китайского красного».
2024-08-30
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
эта статья воспроизведена из [people’s daily];
оригинальное название: новые материалы «вплетены» в флаг на поверхности луны чанъэ-6 репортеры исследуют новую индустрию, лежащую в основе «красного китая».
базальт превращается в новое волокно и открывает новый путь (people’s eye·strategic industry)
изображение ①: 4 июня на зонде «чанъэ-6», приземлившемся на обратной стороне луны, был поднят пятизвездочный красный флаг (изображение данных). изображение предоставлено национальным космическим управлением ②: рама велосипеда, изготовленная компанией с использованием композитных материалов на основе базальтового волокна. фото чжу сюэлу ③: сотрудники компании sichuan qiany composite materials co., ltd. работают в чертежной мастерской. фото чжоу сунлиня ④: базальтовая шахта в уезде юй провинции хэбэй. фото ву диансена
введение
4 июня пятизвездочный красный флаг, который нес посадочный модуль «чанъэ-6», был успешно развернут на обратной стороне луны. это первый случай, когда китай независимо и динамично выставил свой национальный флаг на обратной стороне луны. этот флаг весит всего 11,3 грамма, меньше, чем две монеты по 1 юаню, но сделан он из своеобразного камня – базальта.
эта новость из 380 000 километров взволновала двух участников отрасли базальтового волокна:
«базальт, используемый для изготовления национального флага, добывается в уезде юй провинции хэбэй, и это камень, производимый нашей компанией», — не мог скрыть чжу чжаочунь, руководитель компании xinyuan basalt mining co., ltd. округа юй. его гордость;
«базальтовые изделия разрабатываются и производятся уже много лет, но о них мало что известно. это применение является самым известным», — очень воодушевлен цинь гуанлин, заместитель генерального директора jilin tongxin basalt technology co., ltd.
шелковая нить, использованная в лунном флаге «чанъэ-6», представляет собой новый высокоэффективный материал под названием базальтовое волокно. это волокно, полученное путем измельчения натуральных базальтовых блоков, его плавления при высокой температуре и последующего вытягивания. диаметр составляет всего 1/3 человеческого волоса.
«базальтовое волокно обладает характеристиками легкого веса, высокой прочности, коррозионной стойкости, экологичности и низкого содержания углерода, а также выдерживает температуры от минус 269 градусов по цельсию до выше нуля 700 градусов по цельсию, что еще раз демонстрирует его уникальную ценность, академик китайской академии». об этом сообщил доктор наук и бывший член китайской академии наук лю цзяци, директор института геологии.
индустрия новых материалов — это стратегическая и базовая отрасль, а также ключевая область конкуренции в сфере высоких технологий. в феврале 2013 года национальная комиссия по развитию и реформам выпустила «руководящий каталог ключевых продуктов и услуг для развивающихся стратегических отраслей», в котором непрерывное базальтовое волокно указано в качестве ключевого высокоэффективного волокнистого материала для развития. в декабре 2023 года министерство промышленности и информационных технологий выпустило «руководство по демонстрации первого серийного применения ключевых новых материалов (издание 2024 года)», а ткань из базальтового волокна была включена в список ключевых стратегических материалов.
в «решении» третьего пленума цк коммунистической партии китая 20-го созыва предлагалось усовершенствовать политику и системы управления для содействия развитию стратегических отраслей, таких как информационные технологии нового поколения, искусственный интеллект, аэрокосмическая промышленность, новая энергетика, новые технологии. материалы, современное оборудование, биомедицина и квантовые технологии.
как нарисовать камни на шелке? как новый материал, базальтовое волокно, как расширить сценарии его применения и открыть новый путь для промышленного развития? недавно репортеры посетили хэбэй, хубэй, сычуань и другие места.
превращение камней в «шёлк»
дробление, плавление, вытяжка... базальт превращается в легкое, прочное и высокопроизводительное волокно минимальным диаметром 5 микрон.
подъезжая к горе даюэцзя в городке чэньцзява уезда ю провинции хэбэй, я посмотрел вверх и увидел слой за слоем столбчатые каменные блоки высотой примерно в один человек, позолоченные солнечным светом, как будто гора была покрыта чешуей.
«это истинная природа базальта, которого много в нашей стране», — сказал лю цзяци.
следуя за звуками машин, мы вошли в здание завода yuxian xinyuan basalt mining co., ltd. здесь, после того как необработанная руда проходит три процесса дробления, она поступает в трехэтажную машину для сортировки камней, где с помощью магнитной сепарации, разделения по удельному весу и других методов выбираются качественные камни, которые упаковываются в мешки и запечатываются.
указывая на машину для сортировки гравия, чжу чжаочунь очень гордился: «это специальное оборудование, разработанное нами самостоятельно. благодаря техническому преобразованию мы получили 4 патента на полезную модель.
месторождения базальта очень неоднородны, и гомогенизировать сырье для изготовления волокон сложно. «даже на одном и том же участке добычи, находящемся на расстоянии десятков метров друг от друга, количество химических элементов, содержащихся в руде, может быть разным», — сказал лю цзяци, — только базальтовое сырье с подходящим химическим составом может производить волокна.
более 10 лет чжу чжаочунь сосредоточился на этой технологии и усердно работал над повышением уровня гомогенизации сырья. одним из результатов стала машина для сортировки гравия.
она не только разрабатывает оборудование, но и строго его тестирует. компания xinyuan проводит комплексное тестирование по более чем 20 показателям, таким как содержание оксида кальция и оксида магния в руде, отгружаемой с завода. «если какой-либо из показателей не соответствует требованиям, это может привести к тому, что руда не сможет тянуть проволоку», — сказал чжу чжаочунь.
базальтовый материал, используемый в лунном флаге «чанъэ-6», производится компанией «синьюань». компания синьюань ежегодно перерабатывает около 100 000 тонн базальтового материала, из которых только 1/10 может быть использована для производства базальтового волокна. средняя цена этих камней составляет 600 юаней за тонну, что в три раза превышает цену брусчатки.
лю цзяци откровенно сказал, что из-за требований к гомогенизации и других факторов в настоящее время не так много производителей, которые могут стабильно поставлять камень последующим предприятиям по производству базальтового волокна. некоторые научно-исследовательские институты продолжают исследования механизма формирования волокна и формулы сырья базальтового волокна. ожидается, что в будущем будет применяться больше типов базальтовых материалов в соответствии с различными требованиями перерабатывающих предприятий к коррозии продукции. сопротивление, устойчивость к высоким и низким температурам и т. д.
как камень превращается в шелк?
более чем в 1000 км к югу от округа юй репортер приехал в компанию huierjie new materials technology co., ltd. в сянъяне, провинция хубэй, где родилось базальтовое волокно, используемое для лунного флага «чанъэ-6».
на заводе стоит невыносимая жара. в печи при высоких температурах от 1450 до 1500 градусов цельсия базальтовый материал превращается в лаву. впоследствии лава проходит через сливную пластину из платинородиевого сплава, и под высокоскоростной тягой волочильной машины образуются сотни золотисто-коричневых шелковых нитей, стекающих вниз и скручивающихся в пряди.
контроль температуры является технической проблемой в процессе волочения базальтовой проволоки. чжан даолинь, президент отделения базальтового волокна китайской ассоциации производителей химических волокон, сказал, что, как и при приготовлении «рисованного сладкого картофеля», при варке сиропа необходимо контролировать температуру. если он будет приготовлен слишком жидким или слишком густым, он не будет готов. быть «рисованным». то же самое справедливо и для процесса волочения базальтового волокна.
после длительного накопления технологий базальтовое волокно производства компании huierjie имеет диаметр всего 5 микрон, а длина каждого волокна может достигать 10 000 метров.
5 микрон — это «специальная подготовка», которую huierjie получила в аэрокосмической промышленности.
лунный флаг «чанъэ-6» был разработан совместно уханьским текстильным университетом, компанией huierjie и другими предприятиями и подразделениями. раньше лунный флаг «чанъэ-5» изготавливался из новых композитных материалов на основе арамида. соответствующая технология является относительно зрелой. почему «чанъэ-6» нужно искать другой путь?
«чанъэ-6 предстоит пройти такие испытания, как неоднократное чередование высоких и низких температур во время полета на луну, обращения вокруг луны и посадки на луну. использование базальтового волокна является ключом к улучшению характеристик в то же время, используя базальт с химическим составом, аналогичным составу лунного грунта, это также исследование использования лунных ресурсов на месте», - цао гэньян, член чанъэ-. команда разработчиков лунного флага №6 и профессор уханьского текстильного университета заявили, что лунный флаг должен быть тонким и мягким, но в то же время прочным и жестким, для чего требуются более тонкие базальтовые волокна.
в 2020 году команда разработчиков лунного флага уханьского текстильного университета сотрудничала с компанией huierjie. в то время диаметр базальтовых волокон, которые можно было стабильно вытягивать в промышленности, обычно превышал 10 микрон.
«чтобы тянуть более тонкую проволоку, необходимо изменить диаметр и количество отверстий в сливной пластине, размер корпуса печи и контрольную температуру», — сказал го цин, технический директор компании huierjie.
в критический период исследований и разработок научные сотрудники команды переносили лабораторию в здание завода, оставались в компании на питание и проживание и часто до поздней ночи обсуждали технические детали... такие дни длились больше года. .
структура внутренней полости дырявой пластины является основной технологией компании. команда разработчиков лунного флага предложила улучшить конструкцию, что временно вызвало трудности у сотрудников компании.
доложив руководству компании, руководство немедленно приняло решение: «все технические детали будут раскрыты команде, пока мы сможем сплести пятизвездочный красный флаг на луну!»
«развернулось! развернулось!» на экране телевизора, когда появилась картина разворачивающегося лунного флага «чанъэ-6», в конференц-зале, который днем и ночью был свидетелем напряженной работы ученых-исследователей, раздались теплые аплодисменты.
научно-технические инновации создают преимущества развития. компания huierjie предлагает продукцию более высокого качества: обычное базальтовое волокно стоит 15 000 юаней за тонну, а новая продукция из базальтового волокна толщиной 5 микрон продается по цене от 60 000 до 70 000 юаней за тонну.
«более тонкий и легкий шелк не только будет продаваться по высокой цене, но и будет способствовать появлению новых продуктов и новых применений», — сказал го цин.
отрасль движется к «новому»
прочность труб увеличивается в 50 раз, а вес автомобильных деталей снижается на 20%... сценарии применения базальтового волокна продолжают расширяться.
на ощупь текстура напоминает джинсы из чистого хлопка, при горении пламя «лижет», а затем быстро гаснет. эта огнестойкая и устойчивая к высоким температурам ткань из базальтового волокна является новым продуктом, разработанным компанией wuhan yudahua textile and garment group co., ltd.
появление ткани возникло в результате совместных исследований школ и предприятий.
базальтовое волокно обладает отличными теплоизоляционными и радиационными свойствами и выдерживает суровые условия лунной поверхности. однако это неорганическое волокно с гладкой поверхностью, хрупкостью и ломкостью, что затрудняет прядение ультратонкого шелка, пряжу пряжи, плетение и создание высокостойких цветов.
компания yudahua сотрудничала с уханьским текстильным университетом для изучения способов интеграции базальтового волокна с вискозным волокном и т. д. и разработала множество ключевых технологий в производстве базальтовой пряжи.
в октябре 2023 года, после того, как был доставлен образец лунного флага «чанъэ-6», научно-исследовательская группа приступила к поиску «почвы» для внедрения технологии проекта в промышленность, надеясь направить дальнейшее развитие высоких технологий. -производительность волоконной промышленности.
в прошлом базальтовый гравий широко использовался в качестве брусчатки. в последние годы базальтовое волокно широко применяется при армировании дорожного покрытия и строительных конструкций. однако, как высокопроизводительного волокна, его потенциал в промышленном применении еще не полностью реализован.
твердый базальтовый камень можно превратить в мягкое текстильное сырье, и многие компании по производству одежды находят в этом возможности для бизнеса.
в марте этого года образец ткани площадью 1,5 квадратных метра производства компании yudahua был размещен в конференц-зале wuhan zihecheng clothing co., ltd. ли юлиан, председатель компании zihecheng, взял образец ткани и спросил более 10 дизайнеров: «что может этот кусок ткани?»
костюмы пожарных, летные костюмы, спецодежда для электромонтажных работ... идеи приходят одна за другой.
будучи глубоко вовлеченным в индустрию профессиональной одежды в течение 20 лет, ли юлянь не мог дождаться момента, когда осознал, что базальтовая композитная пряжа сможет привлечь большой рынок отрасли. «спешите!» это почти стало ее мантрой.
после серии инновационных разработок с использованием базальтового волокна в качестве основного материала около десяти продуктов багажа и одежды, производимых компанией zihecheng, были завершены и готовы к выпуску на рынок.
прорывы в технологиях волочения сверхтонкого базальтового волокна, текстиля и окраски открыли больше простора для фантазии в развитии отрасли базальтового волокна.
«не только текстильные и швейные компании, но также автомобильная, авиационная, медицинская и другие отрасли также следят за ситуацией и обращают на нее внимание», - сказал цао гэньян.
в бескрайнем космосе усовершенствованные компоненты космических кораблей могут адаптироваться к радиации, высоким и низким температурам и другим условиям, на поверхности синего моря экологически выращенные устричные ряды помогают фермерам увеличить свои доходы, а океанские клетки могут противостоять тайфунам силой 12 баллов; пустыня гоби, лопасти ветряных турбин и фотоэлектрические кронштейны служат дольше и долговечнее; в городских и сельских районах строительные композитные стержни и защитные слои кабелей вошли в повседневную жизнь... сценарии применения базальтового волокна постоянно расширяются.
хотя существует множество видов продукции из базальтового волокна, они больше, но не сильнее. многие компании по-прежнему конкурируют в сфере строительства и транспорта, что приводит к однородным сценариям применения и низкой добавленной стоимости. некоторые компании стремятся прорваться и создать новые преимущества с помощью новых продуктов.
композитная труба из базальтового волокна вдвое легче пластиковых, в 50 раз прочнее, имеет срок службы более 50 лет и позволяет снизить затраты более чем на 30%. это новый продукт, разработанный компанией yuanda new material technology (guang'an) co., ltd. чжан сюэфэн, генеральный директор компании, сказал, что благодаря прочности материала из базальтового волокна соединительная труба может выдерживать смещения до 15 градусов, что значительно снижает последующие затраты на техническое обслуживание. продукт был запущен в пробное производство с мая этого года, и ожидается, что к концу года объем выпуска превысит 50 миллионов юаней.
применение базальтового волокна в автомобильной промышленности — это направление, на котором сосредоточилось внимание компании jilin tongxin basalt technology co., ltd. благодаря сотрудничеству между школами и предприятиями и другим методам компания tongxin успешно разработала автомобильные рессоры и другие продукты с использованием композиционных материалов из базальтового волокна.
исследования и разработки – дело непростое. «только в исследования и разработку автомобильных рессор было инвестировано около 100 миллионов юаней», — сказал цинь гуанлин.
стоит ли оно того? «оно того стоит!» цинь гуанлин ответил просто: внутренний сверхкрупный рынок имеет высокий потребительский спрос и разнообразный уровень. хотя первоначальные инвестиции огромны, он может обеспечить широкий рынок высококачественной продукцией и стимулировать развитие. качество предприятий.
в последнее время многие компании обратились в компанию tongxin за исследованиями и разработками и предложили намерения сотрудничества.
в апреле этого года компания china faw group co., ltd. выпустила новую модель, возглавив крупномасштабное внедрение базальтового волокна в автомобильную промышленность китая. в некоторых деталях интерьера этого автомобиля использованы композиционные материалы из базальтового волокна, что было достигнуто благодаря совместным исследованиям компании tongxin, других компаний и faw. применение новых материалов позволяет компонентам снизить вес более чем на 20%, сохраняя при этом первоначальные характеристики, а также имеет преимущество отсутствия запаха.
«по оценкам отраслевых экспертов, ожидается, что к 2030 году потребление базальтового волокна в автомобильной промышленности достигнет 320 000 тонн, а объем производства составит 8,4 млрд юаней, что может поддержать емкость рынка перерабатывающих деталей более чем на 47 тонн. миллиардов юаней», — сказал цинь гуанлин.
технологии поднимаются «высоко»
технологические инновации и промышленные инновации глубоко интегрированы. заявки на получение патентов на базальтовое волокно в моей стране и объем производства составляют более 60% от общемирового объема.
развитие промышленности базальтового волокна в моей стране началось не слишком рано: в начале этого столетия моя страна построила первое однопечное прядильное устройство, а затем начала двигаться к индустриализации, примерно на 20 лет позже, чем за рубежом.
сегодня моя страна стала страной с крупнейшим производством базальтового волокна. чжан даолинь сообщил, что в 2023 году производство базальтового волокна в моей стране составит около 30 000 тонн, что составит около 75% мирового производства, а объем экспорта достигнет 9 000 тонн. с 2016 года объем экспорта входит в число лучших в мире. после года.
за этим стоит активная практика содействия глубокой интеграции технологических инноваций и промышленных инноваций в различных местах.
чтобы сделать промышленность базальтового волокна больше и сильнее, сычуань взяла на себя инициативу по разработке плана промышленного развития и серии руководящих документов для поддержки промышленного развития. в настоящее время в сычуани изначально сформирована полная цепочка производства базальтового волокна от шелка-сырца, композиционных материалов до прикладных изделий.
города дачжоу и гуанъань хуайин, два ресурсных города, расположенные в горных районах, рассматривают развитие промышленности базальтового волокна как важное направление для проведения «новых» изменений и накопления сил для будущего.
на входе в компанию sichuan qiany composite materials co., ltd., расположенную в городе хуайин, интеллектуальная линия по производству волочильных печей работает в штатном режиме с годовой производительностью 3500 тонн базальтового волокна. по сравнению с традиционной вытяжкой тигля или комбинированной вытяжкой, качество вытяжки в бассейновой печи более стабильное.
sichuan pawoko mineral fiber products group co., ltd. является материнской компанией компании qiaany company лю ифэн, председатель группы, использовал слово «выносливость», чтобы подвести итог своему восьмилетнему опыту изучения технологии волочения проволоки в бассейновых печах.
в 2016 году объем продаж продукции из базальтовой ваты производства pavoco group вырос, а выручка оказалась значительной. лю ифэн всегда с оптимизмом смотрел на перспективы развития промышленности базальтового волокна, и лю ифэн вложил много денег в исследования и разработки технологии волочения базальтового волокна в печи.
в первом тесте на воспламенение четыре сливные пластины из платинородиевого сплава сгорели за одно утро, что привело к прямым потерям более 500 000 юаней. техник спросил: «мы собираемся установить новую доску?» лю ифэн горько улыбнулся: «это похоже на сверление огненной ямы. наши головы уже внутри, так что не беспокойтесь о своих ушах!»
в отрасли существуют общие технические проблемы, и компаниям сложно справиться с ними в одиночку. на пути исследований лю ифэн не одинок.
в феврале 2020 года в городе гуанъань был создан сычуаньский научно-исследовательский институт новых материалов из базальтового волокна (инновационный центр). в состав совета директоров входят гуанъаньский профессионально-технический колледж, гуанъаньское научно-технологическое бюро и компания pavoco group. отвечает за определение основного направления развития отрасли, принятие решений по научно-исследовательским проектам и т.д.
укрепить доминирующее положение предприятий в области научных и технологических инноваций и продвигать инновации, возглавляемые предприятиями, посредством интеграции промышленности, научных кругов и исследований.
как смешивать сырье в сочетании с производством волочения проволоки в бассейновой печи для достижения высокого модуля волокна? это распространенная проблема в отрасли, поднятая pavoco group. после более чем года исследований и разработок формула ингредиентов в настоящее время проходит пилотное тестирование. базальтовое волокно, изготовленное по этой формуле, способно выдержать вес более 10 000 килограммов на квадратный сантиметр.
«мы работаем над 48 научно-исследовательскими проектами, такими как общие ключевые технологии и системы оборудования», — сказал ян чжунцзя, заместитель директора сычуаньского научно-исследовательского института новых материалов из базальтового волокна (инновационный центр). институт сотрудничает с пекинским университетом и университетом цинхуа в пекине. технологический институт и пекинский технологический институт, китайский университет геонаук и китайская академия наук сформировали стратегический альянс научных исследований и поддерживают ключевые предприятия в установлении стратегических отношений сотрудничества с 16 университетами.
в июле 2021 года компания xiamen fubao composite materials co., ltd. проехала почти 1700 километров до дачжоу и основала sichuan hengyao composite materials technology co., ltd. – от изучения нового материала базальтового волокна до решения построить завод в дачжоу, всего лишь прошло пол года.
что привлекает их в дачжоу, так это не только богатые местные базальтовые ресурсы и комплексные вспомогательные объекты, но и надежная интеллектуальная поддержка.
на складе рядами аккуратно сложены велосипедные рамы. в сямыне флагманским продуктом компании fubao являются велосипедные рамы из углеродного волокна, а этот новый продукт из дачжоу включает в себя препрег из базальтового волокна и сразу же был принят на внутреннем и зарубежном рынках.
«мы помогаем компаниям разрабатывать препреги, которые не только повышают производительность рамы, но и экономят затраты на 20%. сейчас исследовательский институт и компании последовательно модернизируют препреги, - сказал старший директор дачжоуского научно-исследовательского института промышленности базальтового волокна, инженер кан суфан». .
компания придумывает тему, а научно-исследовательская группа ее решает. «я встретился со всеми 14 научными исследователями в институте. они часто приходят в компанию, чтобы узнать их потребности и помочь решить технические проблемы», — сказал ли цзюньчжи, технический директор компании hengyao.
в 2023 году дачжоу и департамент науки и технологий провинции сычуань совместно построят сычуаньскую ключевую лабораторию базальтового волокна и композитных материалов для дальнейшего укрепления потенциала научно-исследовательских служб.
есть интеллектуальная поддержка и есть реальные деньги. дачжоу запустил ряд мер по поддержке развития промышленности базальтового волокна: ежегодно инвестируется 2 миллиона юаней для поддержки реализации крупных проектов в области фундаментальных исследований, а крупные прикладные фундаментальные исследования поддерживаются в размере 20%; инвестиция впервые была вручена высокотехнологичному предприятию. признанным предприятиям будет предоставлена единовременная награда в размере 500 000 юаней... на данный момент 23 предприятия по производству базальтового волокна в городе дачжоу получили в общей сложности 38,25. миллионов юаней в различные фонды поддержки.
укрепление отрасли базальтового волокна заключается в инновациях.
по статистике, по состоянию на сентябрь 2023 года в мире имеется более 13 000 патентов на базальтовое волокно (включая заявки), а в моей стране их более 8600, что составляет 66%, в мире зарегистрировано более 10 000 патентов на базальтовое волокно; , а в моей стране их более 3800, что составляет 66% более 37%.
инновационным решениям нет конца. в лаборатории внеземных волокон университета дунхуа в шанхае эксперименты по вытягиванию волокон проводятся на образцах лунного грунта, доставленных «чанъэ-5», в моделируемой лунной среде без кислорода, микрогравитации и низкого давления.
«химический состав лунного грунта аналогичен составу базальта. ожидается, что благодаря технологии приготовления базальтового волокна волокна, полученные из лунного грунта, станут строительными материалами для будущих лунных баз и удовлетворят потребности добычи материалов на месте». об этом сообщил академик китайской академии наук, материаловедение университета дунхуа чжу мэйфан, декан инженерного факультета.
это была бы еще одна великолепная мечта о базальтовом волокне.
