【正文】 ,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一直對(duì)我國(guó)實(shí)行嚴(yán)格禁運(yùn)和技術(shù)封鎖。 我國(guó)碳纖維及其制備技術(shù)得到發(fā)展 “十五”國(guó)家科技計(jì)劃啟動(dòng)了對(duì)碳纖維的重點(diǎn)支持 ,目前已初步實(shí)現(xiàn)了T300 級(jí)碳纖維工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)和取得 T700 級(jí)碳纖維工程制備關(guān)鍵技術(shù)突破 ,初步滿足了國(guó)防 建設(shè)對(duì) T300 級(jí)碳纖維需求 ,形成了國(guó)內(nèi) 20 余家企業(yè)約 10000 噸 PAN原絲、 5000 噸碳纖維生產(chǎn)能力。 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性 從整體供需狀況上看 ,目前世界上碳纖維的主要消費(fèi)地區(qū)仍然集中分布在美國(guó)、歐洲和日本。為滿足不斷增長(zhǎng)的需求 ,世界七大碳纖維制造商都已計(jì)劃在未來(lái)的 3~5 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)產(chǎn) ,市場(chǎng)供應(yīng)短缺、價(jià)格暴漲的碳纖維危機(jī)時(shí)代已經(jīng)過(guò)去 ,世界碳纖維市場(chǎng)在未來(lái)幾年的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將日趨激烈。近幾年來(lái)在國(guó)家大力支持和科技工作者的辛勤努力下 ,已經(jīng) 研制出 T300 水平的碳纖維。 由此可見(jiàn) ,國(guó)際市場(chǎng)上碳纖維的供求關(guān)系日趨平衡 ,而國(guó)內(nèi)碳纖維市場(chǎng)目前的 T300貨源較為充足 ,但高端產(chǎn)品 ,尤其是 (M40/M50/T700級(jí)及以上 )的供應(yīng)仍十分緊張。預(yù)計(jì)到 2021 年底 ,國(guó)內(nèi)需求量將達(dá)到 15000 噸左右。國(guó)際市場(chǎng)上高端碳纖維產(chǎn)品有著更大的市場(chǎng)空間 ,而體育休閑用碳纖維產(chǎn)品市場(chǎng)則需求已處于穩(wěn)定。由于面臨碳纖維材料的國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng) ,國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)也要加快發(fā)展碳纖維高端產(chǎn)品 (T700 級(jí)及以上 ),才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存和發(fā)展。 (1)工程實(shí)驗(yàn)室是適應(yīng)科技與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合。碳纖維材料的開(kāi)發(fā)涉及到眾多的新材料、新工藝、新裝備領(lǐng)域 ,本著技術(shù)自主創(chuàng)新與技術(shù)集成創(chuàng)新相結(jié)合 ,積極引進(jìn)其他行業(yè)的成熟技術(shù)進(jìn)行全面創(chuàng)新。因此 ,項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)提高行業(yè)的整體技術(shù)水平 ,推動(dòng)高新技術(shù)生產(chǎn)發(fā)展 ,增強(qiáng)我國(guó)復(fù)合材料 制品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力是十分必要的。 為了滿足生產(chǎn)發(fā)展中技術(shù)創(chuàng)新要求 ,大力開(kāi)發(fā)碳纖維復(fù)合材料制品產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域 ,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)新型碳纖維復(fù)合材料制品生產(chǎn)工藝技術(shù) ,與現(xiàn)有的各種復(fù)合材料制品相比 ,具有承載大、重量輕、強(qiáng)度大、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展 ,對(duì)碳纖維復(fù) 合材料制品新產(chǎn)品的質(zhì)量要求 ,特別是安全性要求愈來(lái)愈高 ,難度愈來(lái)愈大 ,資金投入愈來(lái)愈多。但在我國(guó) ,特別是我省 ,碳纖維復(fù)合材料制品開(kāi)發(fā)的企業(yè)數(shù)量少 ,規(guī)模較小 ,利潤(rùn)不高 ,能夠投入新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的資金有限 。在此種情況下 ,建設(shè)該項(xiàng)目 ,有力帶動(dòng)了我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。形成區(qū)域性、行業(yè)性工程技術(shù)研究中心 ,全面提升碳纖維行業(yè)的整體技術(shù)水平。這是因?yàn)樘祭w維及其復(fù)合材料具有一系列的優(yōu)異性能 ,如高比強(qiáng)度、高比模量、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱、熱膨脹系數(shù)小等 ,既具有碳素材料質(zhì)輕的固有 本性 ,又具有陶瓷材料的耐熱耐蝕性 ,金屬材料的高強(qiáng)度、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性 ,以及高分子材料的易加工性能。 碳纖維及其復(fù)合材料近年來(lái)發(fā)展十分迅速。我國(guó)現(xiàn)已成為世界貿(mào)易組織正式成員 ,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)將更加 與國(guó)際同步 ,在我國(guó)開(kāi)發(fā)碳纖維復(fù)合材料制品有巨大的市場(chǎng)潛力。 國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的主要功能與任務(wù) 開(kāi)展重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的攻關(guān)和關(guān)鍵工藝的試驗(yàn)研究、重大裝備樣機(jī)及其關(guān)鍵部件的研制、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的戰(zhàn)略性前瞻 性技術(shù)研發(fā) ,以及研究產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)工程技術(shù)創(chuàng)新人才、促進(jìn)重大科技成果應(yīng)用、為行業(yè)提供技術(shù)服務(wù)等。擬定在碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)線、復(fù)合材料桿塔等產(chǎn)品的輸電領(lǐng)域 ,開(kāi)展趕超歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)等方面突出工作 ,建立實(shí)際應(yīng)用檢測(cè)、監(jiān)測(cè)平臺(tái) ,實(shí)現(xiàn)服務(wù)我國(guó)碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線、復(fù)合材料桿塔進(jìn)入特高壓、超高壓等新建輸電線路的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用 ,實(shí)現(xiàn)電力應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品在我國(guó)碳纖維應(yīng)用 總量中再提升5%10%。 擬定在風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電力儲(chǔ)能領(lǐng)域開(kāi)展系列化科研攻關(guān) ,全面實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化 ,開(kāi)拓碳纖維在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的新領(lǐng)域 ,全面帶動(dòng)我國(guó)碳纖維事業(yè)的發(fā)展。擬定在碳纖維電力配套領(lǐng)域開(kāi)展國(guó)際化合作 ,建立科研隊(duì)伍培養(yǎng)、配套體系 ,建立院士、博士后工作站 ,建立國(guó)家級(jí)檢測(cè)評(píng)測(cè)平臺(tái) ,達(dá)到國(guó)家先進(jìn)水平。 國(guó)內(nèi)碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀 2021年通過(guò)我國(guó)數(shù)十家碳纖維復(fù)合材料制造企業(yè)共應(yīng)用近 1萬(wàn)噸碳纖維 :電力 (碳纖維導(dǎo)線及碳纖維導(dǎo)線牽引繩、太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電、電力電桿及橫擔(dān)、電極 ),石油 (碳纖維抽油桿、碳纖維扶正器 ),化工 (密封圈、壓力容器 ),航海 (碳纖維纜繩 ),生物醫(yī)學(xué) (碳纖維骨骼 ),建筑 (建筑補(bǔ)強(qiáng)、碳纖維增強(qiáng)水泥、碳纖維鋼筋 ),冶金 (軋輥及軸套 ),新型材料 (碳纖維增強(qiáng)鋁基、碳纖維增強(qiáng)陶瓷等 )等領(lǐng)域應(yīng)用量比國(guó)際上相對(duì)較大。 國(guó)內(nèi)碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展瓶頸暨技術(shù)瓶頸 國(guó)內(nèi)碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展瓶頸 隨著我國(guó)碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大 ,如何將碳纖維復(fù)合材料在各個(gè)領(lǐng)域通過(guò)技術(shù)升級(jí)和成本降低工程應(yīng)用方面的深度研究 ,以實(shí)現(xiàn)我國(guó)碳纖維復(fù)合材料的規(guī)?；瘧?yīng)用 ,已成為制約我國(guó)碳纖維事業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。 電力應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料技術(shù)瓶頸 電力系統(tǒng)碳纖維應(yīng)用是單項(xiàng)應(yīng)用碳纖維最大的行業(yè) ,以碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線為例 ,全國(guó)每年需求電力導(dǎo)線 100萬(wàn)公里左右 ,每萬(wàn)公里碳纖維需求約 700800噸 ,如果 10%導(dǎo)線采用碳纖維導(dǎo)線 ,則每年需求接近 8000 噸 ,市場(chǎng)潛力巨大。 對(duì)提升所在行業(yè)自主創(chuàng)新能力的意義 通過(guò)國(guó)家平臺(tái)的支持 ,整合優(yōu)化多方資源 ,建設(shè)“工程實(shí)驗(yàn)室” ,對(duì) 于快速提升我國(guó)碳纖維及其復(fù)合材料的技術(shù)升級(jí)和消化我國(guó)剩余產(chǎn)能將起到重要作用。 第五章 建設(shè)方案 建設(shè)內(nèi)容、建設(shè)規(guī)模與建設(shè)地點(diǎn) 建設(shè)內(nèi)容和規(guī)模 本項(xiàng)目在牽頭單位 ??**********現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)施的基礎(chǔ)上 ,建設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室 ,實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè)主要根據(jù)內(nèi)部研發(fā)和管理機(jī)構(gòu)設(shè) 置及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展統(tǒng)籌考慮。購(gòu)置科研儀器設(shè)備 117 臺(tái) (套 )。 (2)新建碳纖維車(chē)間、智能控制室、等科研輔助設(shè)施 ,占地面積 12021m2。 建設(shè)地點(diǎn) *****經(jīng)濟(jì)技術(shù)產(chǎn)業(yè)集聚 區(qū) ****公司工業(yè)園 建設(shè)條件 氣象條件 *****地處中緯度地帶 ,豫東平原黃、淮之間。一年四季分明 ,溫差較大。根據(jù) *****氣象臺(tái)多年氣象資料統(tǒng)計(jì) ,市區(qū)年平均氣溫℃ ,年平均氣壓 ,年平均相對(duì)濕度 %,年日照 ,年平均降雨量 ,年平均蒸發(fā)量 ,年平均無(wú)霜期 222 天。 地形地貌 *****川匯區(qū)為第三系、第四系地層覆蓋。臨潁至沈丘大斷裂從 ****市穿過(guò) ,以大斷裂為界 ,以北地區(qū)是鹿邑次凹陷和鄲城凸起 ,呈北東向延伸 ,以南地區(qū)為沈丘次凹陷帶 ,呈北西西向。凹陷盆地為第四系沉積物所覆蓋。境 內(nèi)地勢(shì)平坦 ,海拔高度 ,西高東低 ,由西北向東南傾斜 ,坡降 1/5000 左右。該項(xiàng)目在現(xiàn)有地形地貌上建設(shè)不會(huì)對(duì)工程建設(shè)構(gòu)成太大影響。 上部第四系全新統(tǒng)沖積、洪積層 ,主要為全新世河流泛濫形成 ,厚度不等 ,巖性黃色、灰綠色。 交通條件 該項(xiàng)目廠址交通便利 ,氣象條件適宜 ,地質(zhì)狀況良好 ,水資源豐富 ,煤、電供應(yīng)距離較近 ,地勢(shì)平坦 ,是項(xiàng)目建設(shè)的良好場(chǎng)所。 工程方案及合理性 (1)建筑設(shè)計(jì) ① 設(shè)計(jì)依據(jù) 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB500162021 《民用建筑設(shè)計(jì)通則》 GB 503522021 《辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范 2021 年版》 JGJ 672021 國(guó)家現(xiàn)行的其它相關(guān)規(guī)范及規(guī)程、規(guī)定?？蚣芙Y(jié)構(gòu) ,設(shè)計(jì)使用年限 50 年 ,耐火等級(jí)為二級(jí) ,抗震設(shè)防烈度 7 度 ,屋面防水等級(jí)為Ⅰ級(jí)。 ④消防設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目為多層科研辦公建筑 ,耐火等級(jí)為二級(jí)。本大樓內(nèi)設(shè)二部電梯 。地上部分放火分區(qū)除一、二層外每層為一防火分區(qū) ,面積為 1014 平方米 ,一層和二層為一防火分區(qū) ,面積為 1980 平方米。防火墻上的門(mén)采用甲級(jí)防火門(mén)。 外窗 :局部玻璃幕采用隱框玻璃幕墻 ,玻璃采用鋼化玻璃 ,窗戶采用塑鋼單框中空玻璃窗。 科研辦公空間 :所有科研用房地面及踢腳采用地磚 ,乳膠漆墻面 ,板底刮膩?zhàn)訃娡客瑝γ嫱苛稀? 窗采用 90 系列淺灰色塑鋼單框中空玻璃。 (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ①設(shè)計(jì)依據(jù) 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 500072021 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB 5000920212021 版 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 500102021 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 5001120212021 版 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 JGJ792021 《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》 GB 502232021 ②自然條件 地震烈度 7度 ,設(shè)計(jì)基本地震加速度值 。建筑物安全等級(jí)為二級(jí) 。