冬奥火炬披上碳纤维“外衣”

上海石化先进材料创新研究院总经理林生兵 上海石化供图 

中国经济导报、中国发展网讯 倪珺 近日，1200支冬奥火炬启程从上海运往北京。而在火炬的研制过程当中，由中石化上海石化公司牵头制造的碳纤维复合材料火炬外壳成为了世界首创。

“冬奥火炬‘飞扬’犹如丝带飘扬的外形不仅夺人眼球，还蕴含着不少‘黑科技’。外壳耐火抗高温，可抗10级大风和暴雨，还能在极寒天气中使用，安全可靠性极高。”上海石化先进材料创新研究院（简称创新研究院）总经理林生兵表示，火炬的外壳是用碳纤维制造的，碳纤维的质量只有钢的四分之一，但强度是钢的七到九倍。

四处揽贤 组建“硅谷”

2020年8月28日，创新研究院揭牌成立。毕业于南京工业大学材料学院复合材料专业，后又获得华东理工大学化学工程硕士学位的林生兵，从热电部党委书记任上调至创新研究院筹备组负责人，并担任首任总经理。

“这个日子一辈子忘不了。”林生兵笑道。这天恰巧也是他生日。

创新研究院成立时规划目标分4个阶段：建起来、转起来、活起来、强起来。内设5个部门、4个研究室。

科研工作，最重要的是人才。创新研究院通过内外部结合招聘，目前64人中，博士8人、硕士21人、全日制本科21人，成了上海石化名副其实的“硅谷”。

“如何带好队伍，发挥他们的作用”是林生兵考虑最多的一个问题。他采取了一系列措施，其中一个是加强学习。他们2周举办一次“大学习”，林生兵自己也参与授课。

目前，碳纤维是创新研究院的工作核心，如何根据市场需求向复合材料方向发展形成产业链，林生兵面临新的挑战。“价值体现在后面，我们要往下游走，上下游联合起来。”他说。

上下求索 研制“外壳”

正在他们卯足劲打造产业链时，2020年6月，一则上级通知突然降临：应冬奥组委要求，为火炬“飞扬”研制碳纤维外壳。公司领导高度重视，给予各方面支持。

接到任务后，林生兵想到的第一件事是找样品。上海石化有几位员工是2008年北京奥运会火炬传递者，他就到其中一名员工家里取来“祥云”火炬参考。

然而，困难超出所有人想象。祥云”最上端燃烧部分采用铝合金材料，燃烧口在内壳中间；而“飞扬”外壳采用碳纤维，燃烧口在内壳和外壳之间，这要求碳纤维外壳能经受住800摄氏度以上的高温。而一般树脂和碳纤维复合材料只能经受200摄氏度左右的温度。

哪里找到耐高温的树脂成了当务之急。他们先找到清华大学研究陶瓷材料的教授，对方建议在碳纤维上涂陶瓷。经过几次交流和论证，林生兵等团队成员认为这“既不可行，也不好看”。

这时，有人想起金山有一家民企有耐高温树脂。果然，这家企业研发出的第三代聚硅氮烷树脂，能够满足需求，众人喜出望外。

一波未平，一波又起。“祥云”火炬结构简单，而“飞扬”旋转上升，如丝带飘舞的造型怎么做？他们几经周折，慕名找到东华大学三维编织团队。200多锭碳纤维，从经向、纬向、法向三个维度像编织羊毛衫一样，解决了造型问题。

2020年10月初，林生兵带上2支“飞扬”外壳，兴冲冲进京“赶考”，向冬奥组委汇报展示。万万没想到，点火后一分钟不到，火炬竟出现两个火焰点，外壳还蹿起一股小火苗，且有起泡、开裂现象。众目睽睽，林生兵的笑脸僵住了，恨不得穿上隐身衣遁身而去。

回来后，他们马上用DSC等综合分析，判断外壳成型温度不到位、且速度过快产生热胀冷缩。于是，他们在“马弗炉”中烧制时，先慢慢升温，再慢慢冷却，并找到一家制氢单位反复测试。烧制时间由原来半天延长至一天。

2021年春节后，林生兵再次进京，终于完成使命，成功解决了碳纤维复合材料耐燃烧、耐高温的重大难题，他多日紧锁的眉头舒展开了。

左右牵线 总装“飞扬”

正当林生兵以为能松一口气时，2021年3月，冬奥组委又布置过来新的任务：由中国石化负责“飞扬”火炬的生产任务。因为有过前期参与研制的工作经验，量产任务毫无意外地落在上海石化身上。

研制火炬外壳很难，而“跨界”生产火炬也绝非易事。且不为人知的是，“飞扬”火炬配件研制和量产来自不同省市、不同性质的单位，最后要由上海石化这个“门外汉”总装，困难不言而喻。尤其是里面的减压阀、储氢气瓶属世界难题，而“飞扬”使用氢气燃烧，需要在一虎口的距离，将压力从420公斤力/平方厘米减至接近标准大气压，且保持稳定流量，难度可想而知。

牵头承担火炬“飞扬”量产任务，既是国家对上海石化的考验，更是对上海石化的无比信任。所以，上海石化党委很重视，提出“要讲政治，为国家、为冬奥会作贡献”。

为此，创新研究院成立了11人服务保障团队，以及13人组装团队，林生兵是负责人。但协调各家单位不像在公司内部，对方有自己的工作，会考虑自身利益，往往先指出其他单位问题。一次，听到两家单位正在推诿，林生兵在电话里急得发脾气说：首先要保证质量，在确保合格的情况下不要吹毛求疵，影响量产进度。说完，他派人去这两家单位蹲点指导和督造。

终于，“飞扬”火炬样品通过冬奥组委检测和第三方验收，专家评价“飞扬”具备“轻、固、美”的特点。这次，林生兵笑得合不上嘴。成功来之不易，连他的团队也不知道，在这期间林生兵的身体出现了问题，他在接受手术后，还根据医生建议先后接受了四次巩固治疗，每一次都是从病房回家稍作休整后奔赴战场。

2021年9月20日，世界首支用碳纤维外壳制造的“飞扬”火炬，在雅典点燃。1月中旬，1200支冬奥火炬启程运往北京，林生兵将带领他的团队继续为冬奥火炬提供组装和传递保障服务。