为什么美日总是在拿碳纤维“钓鱼执法”？

碳纤维又出事了！据外媒报道，4月14日美国法院起诉了一名中国公民，控告他向中国军方走私M60J高性能碳纤维。国内媒体称之为又是一起钓鱼执法。短短数年，碳纤维已经卷入了数起对华走私案，中招的有中国人，也有外国人。或许你会问，为什么总是碳纤维呢？

只能说，高性能碳纤维确实是个好东西，已经不仅仅是业内人士知道，普通的商人也觉得有利可图。

能进入管制名单，碳纤维自然不是等闲之辈，它到底有何神通呢？

碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。它比重不到钢的1/4，抗拉强度是钢的7-9倍，在2000℃以上的高温惰性环境中，是唯一强度不下降的物质。碳纤维不仅具有材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。轻质、高强、可设计性让碳纤维成为未来最具开发潜力的轻质结构材料。

虽然碳纤维的部分性能是比其他材料好。但就像不能见到个妹子就夸她女神，我们也不能见到碳纤维就说高科技、高性能。一般来说，只有拉伸强度大于2Gpa，拉伸模量大于250Gpa，才称得上高性能碳纤维。至于一般的碳纤维，虽然谈不上白菜价，但早已走近人们身边，平常物件。

伴随着碳纤维，我们经常看到旁边还有T300、MJ60、T1000之类的数字，这都是东丽生产的碳纤维的牌号。由于东丽的实力，它家的T系列、M系列、MJ系列已经被公认为碳纤维产品的标准牌号。

上面是东丽各种碳纤维牌号的一些性能参数。从这个表能看到，有的牌号抗拉强度特别高，比如T1000G，达到了6.3Gpa。要知道，屈服强度超过500Mpa就已经是超高强度钢了。而有的牌号的抗拉强度特别高，如M55J，抗拉模量540Gpa。

上图是碳纤维不同品种的抗拉强度（Y轴）和抗拉模量（X轴）。据此可以看到我们可以将碳纤维分为两个系别：高模量系和高强度系。

最近卷入走私风波的就是M60J。M60J的抗拉强度与通用型的T300相当，不过抗拉模量比后者高25%，属于高模量碳纤维。之前曾有钓鱼执法案件，牵扯的是T800，其抗拉强度接近6Gpa，属于高强度碳纤维。

那么问题来了，为什么日本、美国要费这个劲，还整出“钓鱼执法”这一招呢？虽然碳纤维现在已在很多民用场合应用，但是用得多的还是军用。下图可以简单看出高性能碳纤维主要用在哪。 

按照东丽的划分，不同性能的碳纤维的应用领域大致为

不过，别说东丽的新产品T1100G，T800S级别的碳纤维价格就已经非常惊人，即使是运动器械领域使用，也是极高端产品。例如，高档碳纤维自行车上，车架使用的碳纤维一般极少使用T700，T800也仅可能在极少部分零部件上（如果遇到商贩夸耀自家的车是T800，呵呵，你懂的）。因此高性能碳纤维仍然还是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备中觅得身影更多。

例如战略导弹的弹体和发动机壳体上采用高性能碳纤维复合材料，可大大减轻重量，提高导弹的射程和突击能力，如上世纪80年代美国研制的洲际导弹三级壳体全都采用碳纤维和环氧树脂复合材料。表1是国外航天卫星上应用碳纤维的实际应用实例，表2和表3是我国在航天领域的应用实例。

表1    国外卫星应用高性能碳纤维复合材料的结构件

表2    国内卫星应用高性能碳纤维复合材料的结构件

表3   高性能碳纤维复合材料在我国运载火箭上的应用

高性能碳纤维复合材料除在航天领域大规模应用外，在新一代战斗机上也得到了大量使用，如美国第四代战斗机F22采用了约为24%的碳纤维复合材料，从而使该战斗机具有超高音速巡航、超视距作战、高机动性和隐身等特性。美国波音推出新一代高速宽体客机的音速巡洋舰，约60%的结构部件都将采用强化碳纤维塑料复合材料制成，其中包括机翼。

除此之外，高性能碳纤维在航海领域也有着广泛应用。例如碳纤维可减轻舰艇的结构重量，增加舰艇有效载荷，从而提高运送作战物资的能力，且碳纤维不存在腐蚀生锈的问题，这就解决了钢板因受海水腐蚀而定期维护的麻烦。

由于使用碳纤维材料可以大幅降低结构重量，因而可显著提高燃料效率。采用碳纤维与塑料制成的复合材料制造的飞机以及卫星、火箭等宇宙飞行器，噪音小，而且因质量小而动力消耗少，可节约大量燃料。

通过上述应用案例，这也就不难看出，世界范围内高性能碳纤维的核心应用范畴是航空航天航海领域。对于日美等掌握高性能碳纤维生产制备核心技术的发达国家而言，对别国实施技术封锁和产品禁运也就变得无可厚非，毕竟一个国家的开放程度再高，也不可能在国防军工领域对外开放，军工技术永远“自私化“是国防领域的显著特性。

话说回来，被管制、被禁运也是由于国内高性能碳纤维实力薄弱。我国的碳纤维产业与其他基础材料产业类似，都在低端碳纤维品种上努力拼杀价格。当前，小丝束高性能碳纤维生产被日本三家企业垄断，大丝束高性能碳纤维生产被美日企业控制。之前多有报道，国内达到日本东丽T700水平，有可能在实验室阶段达到了T800水平。不过，国内产业的努力，以及高性能碳纤维巨大的市场刺激下，假以时日美日的高性能碳纤维管制应该越来越成为形式。

但是，之前所说的大多是碳纤维丝线，碳纤维除个别情况下，都是作为增强材料使用，后续的材料成型工艺和加工也尤为重要。这一点，就连日本也稍逊一筹。

本文由窗前听雨供稿，材料牛编辑整理。