師昌緒與中國碳纖維研究

　　中國用聚丙烯腈為原料生產碳纖維的研究始于1962年，起步可謂不晚，但長期未取得實質性進展。由于碳纖維在航空航天等國防工業中有重要用途，西方國家將其視為軍用物資，對中國“禁運”，更不轉讓生產技術。

　　20世紀70年代，美國在戰略導彈和作戰飛機中開始使用碳纖維增強樹脂材料，使得武器性能大幅度提高。我國國防科技系統認定，我國戰略武器和軍用飛機采用樹脂基復合材料代替金屬也勢在必行。

　　1975年，當時國防科工委主任張愛萍親自主持召開了一次專題會議，部署國內碳纖維研究工作，并制定了10年發展規劃，組織了原絲、碳化、結構材料、防熱材料、測試檢驗技術5個攻關組，安排20多家研究和單位企業參加。這次會議對促進中國碳纖維研究起到了重要推動作用，參與單位陸續生產出不同質量的原絲和碳纖維，雖然其力學性能較差、穩定性不好，但畢竟解決了有無問題，并應用于某些型號的非結構件。

　　1978年5月，國家科委恢復，碳纖維轉由科委為主管理，我由當時的石化部調國家科委二局新材料處，主管碳纖維項目。新材料處把碳纖維視為重中之重，花了很大精力和經費，力圖把碳纖維質量抓上去，碳纖維質量雖有所提高，卻一直難以有大的突破，特別是不勻率高、毛絲多，力學性能也上不去，和國外產品質量差距越拉越大，無法用以制備大量需要的航空航天結構材料。

　　由于碳纖維研究陷入困境，各單位把希望轉向引進國外先進設備和技術。1984年，上海碳素廠試圖引進美國Hitco碳化設備，最終被美國國防部否決。世界各知名碳纖維公司均囿于“巴黎統籌條約”限制，不轉讓技術、不出售設備，只有英國RK公司同意出售大絲束預氧化爐和炭化爐。吉林化學工業公司經過談判、考察，最終購買了一些碳化設備及相應測試儀器。1990年經多次試車，預氧化爐尚可，炭化爐始終開不起來。

　　1986年，聯合國開發計劃署（UNDP）和聯合國工發組織（UNIDO）批準在北京設置“碳纖維及其復合材料的開發應用”項目，由北京化工學院和北京航空材料研究所共同承擔。因為沒有廠家愿意出售設備和技術，最后由北京化工學院提供工藝參數，委托英國RK公司加工預氧化、炭化中試線。項目歷經磨難，幾次因“可能有用于軍事”而險些遭到封殺，原定3年完成的項目拖了7年，1993年6月才勉強“驗收”，實際上并未能正常運行。

　　兩套引進設備均未能正常運轉，所謂的外國專家也無能為力，引進單位有苦難言，十幾年后都當廢鐵賣了。具有較高技術水平的碳纖維公司，無論從政治角度還是商業角度都不可能向我國轉讓技術或出售設備。同意轉讓技術、出售設備的大多是一些小公司，其技術水平雖總體上高于中國，但技術偏低，甚至不過關，無先進性可言。

　　在幾十年的風風雨雨中，盡管也取得了多方面成績，但一個嚴酷的事實是：碳纖維技術沒有根本性突破，碳纖維產業沒有建立。這在我國新材料研發中是為數不多的失敗案例。雖然國防事業迫切需要，但一連串的失利嚴重挫傷了各方面的信心，國家各部門在20世紀后期的10多年內都不愿或不敢大量投資，使碳纖維研發成為一塊令人望而生畏的“燙手山芋”。

　　2000年初，師昌緒對我說，中國的碳纖維上不去，影響國防科技和高新技術發展，關系到國家安全，不搞上去不行。師先生還說，他已近80歲了，80歲以后要少管點事，但“想抓一抓碳纖維”。他希望我“找幾個熟悉情況的人，認真研究過去碳纖維搞不上去的原因和今后應該怎樣去做”。

　　師先生長期從事金屬材料研究，碳纖維是他所不熟悉的領域，而且是一項技術難度很大的系統工程。師先生在快80歲的時候“想抓一抓碳纖維”，體現了他憂國憂民的精神境界。師先生的精神和勇氣也打動了我，當即表示愿意當師先生的助手，協助抓好碳纖維。師先生的意見得到當時科技部高新司副司長石定寰、材料處處長馬燕合、“863”計劃新材料領域首席科學家石力開等同志的支持，決定在“863”新材料領域立軟課題“聚丙烯腈基碳纖維發展對策研究”，成立以師昌緒為組長的軟課題組，日常工作由我負責。師先生的呼吁也得到了總裝備部、國防科工委、國家計委、中國科學院、國家自然科學基金委員會相關司局領導的支持。

　　2000年，師昌緒先生提出要抓碳纖維時，正是碳纖維研發處于最困難的低谷時期，許多研發單位基本退出了這一領域。

　　師先生把“說清碳纖維上不去的原因”視為重新立項的前提條件。但要說清楚碳纖維搞不上去的“原因”并不容易。我組織專家撰寫分析文章，羅益鋒、趙稼祥、蔡華蘇和張復濤的3篇文章在《材料導報》2000年第4期和第5期上發表，以編輯部名義寫了短評《總結過去，展望未來》，核心內容是以總結過去為切入點，找準我國碳纖維研制失誤的原因，以求在今后避免。短評由我起草，師先生逐句修改。但要深入總結碳纖維的失誤和教訓是困難的，一是原因復雜，涉及多個方面，不容易說清；二是涉及具體單位、人員時，中國文化的“含蓄”性決定了難以暢所欲言。

　　2000年8月28日，國家高技術計劃新材料領域專家委員會、總裝備部先進材料技術專業組、《材料導報》編輯部聯名在京召開“聚丙烯腈基碳纖維發展對策研討會”，會議主題是“總結過去，展望未來——為中國碳纖維事業出謀劃策”。會議反映出對歷史教訓的不同認識，在對諸如成績估計、決策失誤、部門分割、資金使用、創新能力以及原絲的重要性等方面均有不同見解，主要原因是不愿意本人或本單位的工作得不到肯定或受到批評。會議對歷史教訓仍取得4點共識，即對碳纖維的重要性和技術難度缺乏正確估計；投資嚴重不足，使用嚴重不當；形不成國家攻關隊伍；缺乏創新意識和創新環境。在此基礎上，師先生又領導我們繼續完成了《聚丙烯腈基碳纖維發展對策研究報告》和《我國聚丙烯腈基碳纖維及原絲研制、生產單位概況》，于2000年12月報送各部委。

　　以上工作對碳纖維爭取“十五”研究經費起到重要作用，但師先生認為火候還不夠，還要繼續努力才能確保“十五”研究經費的落實。2000年12月27日，師先生邀請有關部委同志在中國工程院開座談會，圍繞“十五”碳纖維研制目標、研究體制和經費來源進行座談。會議深入討論了經費來源問題，分析了各種方案，大家都支持由師先生給中央領導寫信，認為對于經費落實會有促進作用，關于體制問題，大家都認為很重要，曾提到要集中優勢力量，打破單位界線，組織國家隊，研制單位控制在2～3家，建立競爭機制，采用課題制，設立專家小組等。

　　2001年1月，師先生給江澤民主席寫了《關于加速開發高性能碳纖維的請示報告》。該報告產生較大影響，對以后的經費落實起到了重要影響。

　　2001年10月，科技部決定設立碳纖維專項，當年11月成立了專家小組，由中科院化學所副所長徐堅任組長，北京化工大學徐華任副組長。2002年2月26日科技部高新司召開“863”計劃新材料領域“十五”安排通氣會，師先生針對碳纖維專項再次提出：一是目標要明確，二是組織形式要創新，要推行聯合，不能有門戶之見，不能形成“瓜分體制”，支持建設高水平的分析測試平臺，支持建立公平、公正、高透明的取樣評價體系。

　　為了確定碳纖維研究目標，師先生決定再召開一次通氣會，把國防部門請來共同把關。2002年3月6日，會議在國家自然科學基金委員會召開，會議提出對纖維的質量和價格都要有約束，要考慮經濟規模的生產；目標要集中，要在原絲和高性能上下功夫；有質量和價格優勢的品種，要做重點；要吸收優秀人才，引入競爭機制，參加單位不能太多，避免分散等。2002年3月9日，專家組在太原開會，最后修改審定“‘十五’戰略目標”，并按此對戰略目標作了若干重要修改。回想起來，師先生主持的“通氣會”，可以說是在關鍵的時間討論了關鍵問題，提出了關鍵意見，對“十五”研究方向產生了重要影響。

　　2002年11月12日，師先生給基金委領導提出建議報告，并得到積極支持。2003年1月17日，國家自然科學基金委員會批準碳纖維領域兩個重點項目，由“宏觀調控經費”資助。2005年碳纖維項目被批準為國家重大基礎研究項目，獲得了寶貴的基礎研究經費。

　　當我國碳纖維技術取得進展，產業化起步后，師先生立即把國產碳纖維應用提上日程，努力支持開展相關應用研究，并為此爭取專項經費，取得重要成績。

　　經過科技人員多年的艱苦努力，我國碳纖維技術已取得重大進展，雖然還有諸多問題有待攻克，但我們已經可以不再受制于人。

　　（作者系國家新材料產業發展戰略咨詢委員會副秘書長，曾任基金委綜合計劃局副局長、工程與材料科學部常務副主任）