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《三体》“飞刃”破壁：华阳、中复神鹰等的远征

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2026-01-19 07:47

《三国演义》中，赵云手持曹操那把“削铁如泥”的青釭宝剑，在长坂坡七进七出如履平地，救下阿斗的桥段至今读来仍觉荡气回肠；看过《三体》的朋友，想必也对其中切割巨轮如裁纸般的“飞刃”留下了深刻印象。

虽然一个是民间演义，一个是科幻小说，但也从侧面反映出：材料在产品性能中具有决定性地位。它不仅决定了产品的优劣，甚至关乎使用者的身家性命。

这不是危言耸听：1912年北大西洋的寒夜中，“泰坦尼克”号与冰山那致命一吻的背后，正是因为当年船用钢材在低温下的“冷脆性”，让一场普通的碰撞演变为千余生命的悲歌。事实上，材料的突破不仅体现在硬度或强度上，更在于其综合性能的极限跨越。而这，正是现代材料科学（如碳纤维技术）所致力攻克的核心。

近日，中国科学院相关研究所联合企业历经多年努力，将“飞刃”变成了现实。这不仅打破了国外的技术封锁，也为我国商业航天等领域的未来提供了坚实的材料支撑。

现实版“飞刃”，

怎样炼成？

据央视财经最近等报道，中国科学院山西煤化所磨剑数十年，与有关公司联合打造出国产T1000级高性能碳纤维，正是现实中应用性能最接近“飞刃”的超强材料。而合作的上市公司，则是山西本地的一家老牌煤化工企业——华阳股份！

消息一出，上周五（1月16日），公司的股价开盘冲高，此后有所回落，午后强力拉升，收盘上涨6.49%，总市值逼近320亿元。而类似碳纤维业务的企业（例如中复神鹰、光威复材等）午后同样强力拉升！

在此不妨先做一些科普：碳纤维被称为材料界的“黑色黄金”。它比同样粗细的钢铁强好几倍，一根铅笔芯粗细的碳纤维，能轻松吊起一辆小汽车，而它的重量却只有钢铁的1/4左右，因而在一系列尖端领域有着重要应用。

就以现在的“当红炸子鸡”商业航天为例，核心是追求可靠前提下的极致性价比。发射成本常按“每公斤重量”计算，火箭自身结构每减重一公斤，就能多搭载一公斤的“付费乘客”（卫星），可见材料的重要性！

“微光启航”公司旗下的“微光一号”，正是利用碳纤维的轻薄，实现了箭体90%结构的碳纤维化，较传统金属材料减重25%-30%，此项技术为火箭带来10%的运力提升和25%的经济效益提升。标志着中国商业航天正式迈入“材料与动力双驱动”的2.0时代。

碳纤维的性能，可以从T（强度）和M（模量）两个角度来衡量：“T”后面的数字越大，抗拉的能力越强，有T300、T800、T1000等；“M”后面的数字越大，抗变形的能力越强，有M40、M55J、M60J等，数字越大，加工的难度也越大。

以这次国产化的T1000为例：每一股有12000根单丝，单丝直径不到头发丝的十分之一；却强到逆天，这样1米长的碳纤维只有0.5克重，抗拉强度超6600兆帕，能拉动约200公斤的重物也不会断，相当于3个成年人的重量，是钢材料的7到8倍。这种性能让工程师敢于用更轻的材料去挑战极端环境，是实现火箭可回收复用、卫星小型化等技术路径的基础。

“黑色黄金”可不是说说玩的：性能强出天际的同时，T1000的加工难度，比普通碳纤维高了好几个数量级，用“分子上绣花”形容一点也不过分，因此在很长的一段时间，其加工技术一直被少数国家垄断！

据中国科学报，负责该项目的中科院山西煤化所研究员张寿春表示，2005年前后，他曾去国外参加一个展会，当时日本碳纤维公司的展台上，摆满了各类碳纤维产品。张寿春想凑上前去看一看，参展方一看他们戴着中国的胸牌，立刻阻止了他们。

也正是从那年春天起，该所临危受命，承担国家急需的宇航级T300碳纤维生产任务。此后，随着我国高性能碳纤维技术获得突破，T300、T700、T800等碳纤维逐渐实现量产，直到2016年开始研制T1000，终于修成正果。

为什么T1000加工起来这么难？其核心难度在于要在纳米尺度上实现近乎无缺陷的完美结构，并将这一极致要求在数百道精密工序中稳定、批量地实现。具体体现在三个几乎苛刻的层面：

首先在于制造“完美晶体”的难度：要求将数以亿计的分子链，像排列钻石的晶格一样，梳理成高度定向、紧密规整、缺陷极少的微观结构。任何微小瑕疵都会在受力时成为断裂起点，导致强度暴跌。由此对生产环境有着极为“变态”的要求，甚至不亚于芯片晶圆厂，稍有不慎，整批产品报废！

制造工艺是极限精密的系统工程。整个过程涉及上千个参数（温度、张力、速度等）的毫厘级精准控制。必须使用更先进的“干喷湿纺”等尖端工艺，其核心设备（如喷丝板）的制造精度本身就是极高壁垒。工欲善其事必先利其器！

量产更是一道跨越实验室与工厂的鸿沟。在实验室做出几米样品和工厂连续生产性能一致的几千上万米产品，是两回事。保证每一批、每一米都达到顶尖性能的稳定性，是技术和工程管理上的终极挑战，需要长期的工业数据积累和体系磨合。

由此可见，T1000的突破不仅仅是配方，更是对一个国家高端精密制造与系统工程能力的终极认证。现实版的“飞刃”，终归要靠高科技实现，下一步的目标，将是更加抗拉的T1200，T1500！

高端碳纤维，

全面开花

正如本文开头所言，虽然“飞刃”——T1000的主导设计方是中科院煤化所，但是将它从实验室搬进生产车间的，却是上市公司华阳股份。而该公司，在碳纤维领域同样有着深厚累积，方可当此大任！

中科院煤化所主导的是“技术突破与实验室验证”，自2016年起，历时8年攻克第二代“干喷湿纺”工艺，解决了“强而不韧”等核心问题。同时提供技术方案：负责从原料配方到核心工艺的全套实验室技术。

华阳股份主导的则是工程放大、稳定量产与市场开拓。具体来说，其通过旗下山西华阳碳材科技有限公司，与煤化所共建千吨级（一期200吨/年）示范产业线。

技术有了，下一步就是攻克量产稳定性难题：据科技日报，在2025年9月的调试关键期，团队在极端环境下排查所有设备，最终定位并解决了一个流量控制阀选型不当导致的稳定性波动，体现了其工程实施与精细管理能力。

同时推动商业化：集团高层明确提出，要将“材料优势”转化为“市场优势”，重点布局航空航天、低空经济等领域，要以市场需求为导向，强化与上下游协同，这正是将技术成果转化为经济价值的关键一步。

母公司华阳股份，是山西省属大型国企“华阳集团”旗下的核心上市平台。其承担T1000碳纤维产业化这样的国家战略性任务，正是其作为国企的责任与实力体现。

碳纤维的“高峰”不止T1000一座。本文前面提到，碳纤维的指标可以从T和M两个维度分析，M级碳纤维是碳纤维原丝经过预氧化、碳化后，再进一步进行石墨化处理制得。因其含碳量更高（>99%），拉伸模量可达300-600GPa。例如，M55J级碳纤维模量通常约为550GPa。

相关资料显示，M级碳纤维密度稍高于T级碳纤维，具备高比模量、耐高低温、尺寸稳定性高等特点，非常适配太空环境。根据预测，2030年，我国商业航天用M级碳纤维市场规模约110亿元，2025-2030年CAGR为77.5%。到2035年，M级碳纤维市场规模有望达356亿元。

受到技术壁垒影响，M55J 级碳纤维几乎被日本东丽垄断，其价格高达1.5-1.8 万元/kg，是目前主流碳纤维均价的百倍以上。且在较长一段时间内，我国M级碳纤维仍将维持“低产能、高溢价”的供需格局。

就在1月7日，中复神鹰在互动平台表示，公司创新性的采用干喷湿纺技术，制备了超高模量M55J级碳纤维产品，可满足无人机、卫星等对轻量化与尺寸稳定性有严苛要求的高端领域应用。公司已完成该产品的规模化制备技术及多批次稳定量产，产品已通过初步性能评估，正在卫星结构件领域应用验证。在打破垄断方面，中复神鹰无疑带了个好头。

至于T系列碳纤维，中复神鹰同样具有很强的技术优势：据中国纺织整理，其已经成功研制出干喷湿纺T1100级超高强碳纤维，拉伸强度达7000MPa，拉伸模量达324GPa，实现两百吨级工程化量产。

和中复神鹰类似，光威复材在M级碳纤维领域精准卡位卫星轻量化赛道，现已在商业航天领域占据了重要位置。公司早已官宣，是目前我国航天卫星用高强高模碳纤维的核心供应商。

2025年12月15日，该公司在互动平台中的回答也明确，公司具备为商业航天提供全系列碳纤维材料及配套服务的能力，产品覆盖火箭低轨卫星等应用场景，其MU系列碳纤维已批量用于卫星平台。

尾声

从《三体》幻想到实验室攻坚，从“分子绣花”到产线量产，国产碳纤维的突围之路，正是一部以创新意志对抗技术封锁的微观史诗。当“飞刃”成真，它承载的已不仅是卫星火箭的减重使命，更是中国高端制造体系挺进无人区的宣言。

材料革命，无声却磅礴，它重塑着工业的骨骼，也定义着我们迈向星辰大海的步履轻重。

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