近日，由中国石化上海石油化工股份有限公司自主研发生产的碳纤维，成功应用于广州地铁18号线“湾区蓝”高速列车。

数据显示，使用碳纤维复合材料的列车车头罩，性能完全符合运行条件，与同等模块的铝合金材料相比，可减轻重量达35%至40%，有效助力列车减重提速。据悉，这也是“上海造”碳纤维在制作北京冬奥会火炬“飞扬”外壳之后，又一次成功的产业化推广与应用。

重量只有钢的四分之一，强度是其7至9倍

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料，力学性能优异，重量是钢的四分之一，强度却是钢的7至9倍，并且还具有耐腐蚀等特性，被称为“新材料之王”，也被称为“黑黄金”。目前，碳纤维材料被广泛应用于飞机部件、轨道交通、汽车构件、体育休闲产品等领域。

广州地铁18号线最高时速达160公里，其中担任运营任务的“湾区蓝”列车，是国内首列车头罩采用碳纤维复合材料的地铁列车。自2019年起，中国石化和中国中车开展协同创新，攻克了碳纤维复合材料在轨道交通领域规模应用的关键核心技术，建立了完整的技术研发体系，形成了世界领先的“一站式”轻量化技术解决方案，最终实现了此次碳纤维复合材料在“湾区蓝”列车上的应用。

下一步，“上海造”碳纤维还将在广州地铁22号线列车上应用。据悉，研发团队还在积极开展应用于时速400公里高速列车、磁悬浮列车等车型的碳纤维复合材料技术攻关。

此前，上海石化为北京冬奥会火炬“飞扬”披上了碳纤维“外衣”，这也是全球首次实现以碳纤维复合材料制作奥运火炬外壳，解决了氢燃料燃烧时火炬需要耐高温的技术难题。相比冰冷的金属火炬外壳，“飞扬”更加让火炬手感到温暖。

从12K到48K，“十年磨一剑”突破技术壁垒

碳纤维行业具有极高的技术壁垒，行业集中度非常高。目前世界碳纤维的生产主要集中在日本、美国、德国等少数发达国家。其中日本是全球最大的碳纤维生产国，东丽、东邦和三菱丽阳3家企业合计产量占全球产量的50%以上。

面对技术壁垒，上海石化是国内较早开展碳纤维研发并进行产业化的企业。早在2012年，该公司采用自主研发的碳纤维成套技术，生产12K小丝束碳纤维。2018年，成功试制出具有国际先进水平的48K大丝束碳纤维。

在碳纤维行业，通常将每束碳纤维根数在1000根至1.2万根（简称12K）之间的，称为小丝束碳纤维；每束根数大于4.8万根（简称48K）的，称为大丝束碳纤维。48K大丝束的最大优势，就是在相同生产条件下，可大幅提高单线产能和质量性能，并实现生产低成本化，从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。

从12K小丝束到48K大丝束，并非数量增加那么简单，其中要走过一条十分艰难的攻关之路。上海石化“十年磨一剑”，实现了从12K到48K产业化的成功突破，不仅填补国内空白，而且达到国际先进水平。

接下来，上海石化还将着力开展核心技术研究，努力形成碳纤维工程化成套技术；打造以碳纤维产业为核心，以聚酯、聚烯烃、弹性体、碳五等下游精细化工新材料产业为延伸的中高端新材料产业集群；利用研发制造碳纤维复合材料火炬外壳的契机，加快推进碳纤维及其复合材料核心技术攻关，为创新发展汇聚新动能。

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