日本专家几年前还说中国20年内搞不出第三代碳化硅纤维,这话听起来扎心,但现实就是美日把这项技术攥得死死的,封锁了50多年。中国航空发动机热端部件一直受材料限制,性能上不去。现在湖南泽睿新材料推出的产品,直接把这个预言甩一边去了。
这根纤维不光耐高温,还能批量生产,成本下来了,让国产发动机有底气追上国际水平。说白了,就是从被卡脖子到自己掌握核心,航空工业多了一个靠谱选项。
黄小忠是中南大学教授,华中科技大学毕业,在国防科技大学读博,导师是国内碳化硅纤维研究的先驱。2007年他到中南大学工作,那时候就开始接触相关项目,本来是和矿业局讨论铍材料加工,结果转到碳化硅纤维上。
2012年他创办湖南泽睿新材料有限公司,当时团队小,就百来人,包括机械和纺丝专家。他从学术转创业,没多少社会经验,靠的就是技术要碾压对手才能活下去。公司起步靠科研经费,早期设备都没有,只能从零搭。
2015年他们建了500公斤工程级产线,当时国内最先进,但资金总紧张,到2023年把钱都砸进去,才拉出20吨年产线。那时候机会还不明朗,团队吃苦,工资不高,股权问题也闹过。
国际上,美日连盟友都不分享技术,泽睿就得自己摸索,失败次数多,电压不稳就毁一批纤维。反正就是一步步过来,现在公司是国内唯一通过掺杂路线产业化的高科技企业,靠湖南省工程实验室和研究中心支撑。
泽睿在2025年6月SAMPE中国大会上首次发布Zeralon 3A和Zelramic 300两种第三代碳化硅纤维,这两款都属于高结晶类型,耐温超过1800摄氏度,高温下强度保留率超80%。晶体结构在高温不快速生长,复合材料制备时稳定。
SEM检测显示纤维截面和表面均匀致密,适合极端环境。比起传统镍基高温合金,密度只有三分之一,用在发动机热端部件,能让单个零件减重40%,整机减重20%。发动机温度每升100摄氏度,推重比提高10%,燃油效率升15%。
寿命从2000小时拉到6000小时,抗氧化抗腐蚀能力是高温合金的5倍。生产用空气氧化交联技术,不像美日电子束辐照那么贵,设备简单,适合规模化,产能比传统工艺高40倍,成本降40%。年产20吨产线是国内首条连续生产,解决了陶瓷基复合材料高成本痛点。
性能对标美国COI的Sylramic系列和日本宇部的Tyranno SA系列,不再靠进口,价格目标降到1000元每公斤,美日卖1.5万美元每公斤。2025年7月产品通过客户验收,满足航空发动机陶瓷基复合材料极端需求。从半连续到连续生产,效率上去了,团队还申请了近40项专利,全过程自主控制。
这纤维不只航空用,在核电和高超音速飞行器上也关键。航空发动机热端部件用它,重量轻耐高温,GE演示过类似材料耐2000摄氏度,减重三分之二。核反应堆包壳管需要耐腐蚀耐辐照,纤维正好合适。半导体光伏热场材料也能用。
市场上看,全球碳纤维超200亿美元,到2030年500亿,碳化硅纤维可能占一半,百亿美元规模。泽睿目标5年内到500-1000吨,80%需求在民用如新能源、3C、汽车、体育。国内航天系统有人说碳化硅和碳纤维各占一半天下。
打破封锁后,国产大飞机C919和C929发动机能用自家材料,供应链稳了。军民两用,飞车项目也借航空数据。反正就是从军用到民用逐步铺开,价格下来了,应用范围广。
这项突破标志中国从跟跑到并跑,在高端材料上进了第一梯队。以前高端纤维靠美日,低端货还看脸色,现在自己批量供货,工艺还更适合量产。黄小忠团队十几年坚持,2025年产品展出后,行业认可度高。公司从实验室到工程级,产能上去了,未来可能领跑全球。
航空工业整体受益,发动机效率寿命都提升,碳排放每年少上千吨。材料领域撕开一道口子,其他关键技术也能借鉴。总的来说,这根纤维让中国航空发动机硬气起来,不再被动,未来更多突破会来。