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美国国家实验室的定位使命与发展历程国家实验室（National Laboratory）是国立科研机构的一种特殊形式，应国家战略需求而建立，随国家需求变化而演变，体现国家意志，承担国家任务。
美国在20世纪逐步成为世界头号科技强国的过程，也正是美国国家实验室从创立到不断发展的过程，目前已经建成了一个完善而强大的国家实验室体系。
一、美国国家实验室的定位与使命美国国家实验室体系自建立以来，一直扮演着国家创新体系核心力量的角色，覆盖了各大基础性和前沿性领域，主要担负七项重大任务：一是从事联邦政府必须负责的涉及国家安全、空间科技、能源开发、环境保护、疾病防治等领域内的基础研究和应用研究；二是承担需要使用大型科研设施且设备昂贵，同时又需要进行多学科综合研究的项目；三是通过与大学的合作项目，为那些在大学受到一定局限而无法延伸的应用研究领域培养科学家和工程师；四是从事周期长、投资大、规模大、高风险和高回报，民间企业无力承担或不愿意承担的基础性、前瞻性研发项目；五是从事那些有助于促进工业部门各企业间竞争的研发项目；六是从事国家需要而研发成果又不能直接获得经济效益的研究，如农业、卫生、环境保护等；七是完成政府职能所需要的研究工作。
图1 美国国家实验室在创新体系中的功能定位（注：引自美国能源部《能源部国家实验室年度报告》，2017年1月）在美国众多国家实验室中，能源部（DOE）所属的17个国家实验室规模最大也最引人注目。
2015年底，这些实验室共有57600名雇员，其中20000名以上科研人员，年总预算高达138亿美元。
1946年通过的原子能法案（Atomic Energy Act 1946），确定了能源部国家实验室的性质是联邦政府资助的研究与发展中心，其管理方式是合同管理。
2017年1月，美国能源部在其公布的《能源部国家实验室年度报告》中重申了这些国家实验室的使命：包括通过核、能源和环境等方面的科研维护国家安全；推进清洁、安全和繁荣的能源未来；巩固美国的全球科技创新领导地位；建设和运行大科学设施；以及创造经济生产力和就业机会等。
全球PAN基碳纤维产业的现状及发展趋势马祥林;任婷;段晓松;徐冰;刘贵【摘要】The latest developments of production capacity, market, basic research, cost reduction, recycle&reuse, and new raw material of PAN-based carbon fiber were introduced in this article. The authors hope it can provide some references for domestic carbon fiber industry.%本文介绍了国内外碳纤维的生产概况，以及碳纤维在基础研究、低成本化、规模化生产、回收再利用和生产原料开发等方面的最新进展，以为我国碳纤维行业在生产成本控制、节约资源、降低成本和CFRP回收利用等方面提供一些参考。
【期刊名称】《纺织导报》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】3页(P44-46)【关键词】聚丙烯腈;碳纤维;碳纤维复合材料;碳纤维回收再利用【作者】马祥林;任婷;段晓松;徐冰;刘贵【作者单位】河南永煤碳纤维有限公司;河南永煤碳纤维有限公司;河南永煤碳纤维有限公司;河南永煤碳纤维有限公司;河南永煤碳纤维有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.74碳纤维按照原丝成分，分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维等3类。
其中，沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维产量较小，聚丙烯腈基碳纤维因生产工艺相对简单、技术较成熟、产品的综合力学性能较好且成本较低而成为现阶段碳纤维行业的主流产品，约占全球碳纤维总产量的90%。
PAN基碳纤维是由PAN原丝在惰性气中经预氧化、中高温（200～1 600 ℃）炭化制得的纤维状化合物，其碳含量在90%以上。
该高性能纤维既具有低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低等特性，沿纤维轴向又表现出很高强度、高模量等力学性能，因而被称为复合材料中最主要的增强材料。
解读东丽、ELG、波音等巨头权威总结2017年碳纤维行业的成长与挑战碳纤维行业在过去的一年中取得了哪些成绩？2018年碳纤维市场又将迎来哪些重大突破？东丽、ELG、波音等企业大咖齐聚一堂，共话碳纤维行业2017的成长与挑战，并预测2018市场增长情况。
2017年终碳纤维会议（Carbon Fiber 2017）如期召开，各相关公司踊跃参加并进行了年终总结。
从会议伊始到结束，一直在为提高应用技术，拓宽碳纤维应用努力着。
会议的最后一天节奏稍微放缓，会上做了对碳纤维今年市场增长情况的预测，并通报了几项最新的技术成果。
碳纤维行业的成长与挑战通用汽车公司的工程组经理Mark Voss在会上做了关于碳纤维发展新型汽车应用的演讲，系统地阐述了这个方向将会面临的挑战。
Voss主要研究开发体结构先进复合材料，根据在Corvette车系中应用碳纤维面板的经验，他建议大家尽可能选择熟悉的材料形式和加工技术，可控性是新型碳纤维部件的成功关键。
要尽可能在新应用中限制“新闻”的产生，就是说要限制汽车行业的新技术和流程的数量。
因为在碳复合材料中材料和工艺变量本来就很多，当盲目加入熟悉度不高的新事物时，实施结果的复杂性将会被大大增加。
他用一个数据作为例证，如我们在A类表面上工作时，变量会被放大100倍。
Voss还强调了连接技术对于引入碳元件的重要性，这些碳元件必须与汽车结构中的不同材料结合在一起。
在演讲中，他说目前碳材料的成本较高让碳复合材料的成本竞争力看似很低，但建议大家高瞻远瞩，对比废钢的成本，碳纤维才是一条明智选择。
最后他展望了对此次会议成果的期待：“我非常高兴看到这个房间在未来20年带给我们的是什么。
”随后，来自美国波士顿勒克斯研究所的Anthony Vicari以碳纤维复合材料在未来的成长机会和面临的挑战为主题发表演讲。
首先他对碳纤维行业发展预测数据进行报告，到2020年碳纤维产能能达到151,000公吨（MT）/年，实际产量预计减少约10-20％。
2020年广西专业技术人员公需科目《当代科学技术前沿知识》96分答案题库（一）(共50题，共100分)一. 单项选择题(共20题，共40分)1. 目前我国哪项第四代裂变反应堆技术达到世界领先水平：（）。
[2分]A高温气冷堆B超临界轻水堆C钠冷快中子堆D熔盐堆2. （）的膜技术在城市污水领域应用的专利申请量已经赶超美国，跃居至全球首位。
[2分] A德国B日本C中国D俄罗斯3. 核能是满足能源供应、保证国家安全的重要支柱之一。
以下哪点不是核能发电技术的优势：（）。
[2分]A技术成熟性B投资成本低C可持续性D运行经济性4. 我国首次应用于北极科考的水下滑翔机是（）。
[2分]A“蛟龙”号B“深海勇士”号C“海翼”号D“鹦鹉螺”号5. 对地观测卫星的用途不包括以下哪种：（）。
[2分]A资源B气象C海洋D通信6. （）通常是指具有新型作用机制的药物、可以提高对可能受益患者识别的药物、或对现有疗法进行改善的药物。
[2分]A新一代疫苗B重大创新药物C干细胞D基因编辑7. （）世纪中叶，人类对煤炭资源的规模化利用，推动了欧洲的工业革命。
[2分]A18B19C20D218. 农业供给侧结构性改革不包括优化以下方面的结构：（）。
[2分]A优化产品结构和品质结构B优化产业结构和区域布局C优化技术结构和经营结构D优化科技机构和研究布局9. 下列不是高能中微子实验装置的有（）。
[2分]A美国冰立方中微子天文台B俄罗斯立方公里中微子望远镜C欧洲立方公里中微子望远镜D上海光源10. 截至2017年，我国能源结构中，太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等新能源大约只占（）左右。
[2分]A1%B5%C20%D50%11. 20世纪（），科学家拉开了实验寻找希格斯玻色子的序幕。
[2分] A70年代B80年代C90年代12. 基因编辑技术相关研究始于20世纪（）末期。
[2分]A60年代B70年代C80年代D90年代13. 第一代基因编辑技术指的是（）。
美国增材制造实验室汇总美国大学研究室主要是以基础研究为主，这些高校研究的资金主要来自NASA、能源部等大财主。
金属材料3D打印大热，“2020年之前通用航空公司将制造出10万个增材零件”在金属材料研究方面，美国的优势并不像高分子材料、纳米材料等其他新材料的那样明显，其最发达的是金属材料在军事和航空航天领域的应用。
众所周知，美国的军事、航空航天实力全球第一，这也得益于美国在这两个领域全球领先的金属材料研发能力。
近年来，增材制造（即3D打印）迅速升温，美国也于2012年10月在俄亥俄州扬斯顿成立了首个世界前沿的国家增材制造创新研究所（NAMII），以巩固其在增材制造领域的优势。
在国家研究室方面，除了橡树岭国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、阿贡国家实验室、埃姆斯国家实验室、国家航空航天局（NASA）等享誉全球的国家实验室，还有美国金属加工技术国家中心等专门从事金属材料研究室以及新近成立的国家增材制造创新研究所。
美国的大学研究室主要是以基础研究为主。
除了知名的MIT、西北大学等老牌材料工程名校，还有侧重金属材料研究的康涅狄格大学等，这些高校研究的资金主要来自NASA、能源部等大财主。
金属材料研究大名鼎鼎的公司，则主要是波音、通用等。
大学研究室：MIT发现金属材料自我修复大学方面，麻省理工学院、西北大学、加州大学圣芭芭拉分校、伊利诺伊大学香槟分校、斯坦福大学、康奈尔大学、哈佛大学、宾夕法尼亚大学等都是传统的材料科学工程研究顶尖院校，这些大学在细分的金属材料方面也有着较深的研究底蕴。
在全美高校之中，麻省理工学院材料工程专业全美排名第一。
除了前期介绍过的纳米技术实验室、先进材料实验室，麻省理工学院材料科学与工程系还拥有一个快速成型实验室（RFL），主要进行金属材料等的快速成型试验。
该实验室始建于2007年，初始启动资金来自于Lord Foundation。
目前，该实验室RFL 拥有数控铣床和车床，两个3D打印机，激光切割机，和一个CAD/CAM工作站。
美国能源部进行低成本碳纤维的开发与设计
毕鸿章
【期刊名称】《高科技纤维与应用》
【年(卷),期】2009(34)3
【摘要】据国外媒体报道，美国OaK Kidge国家实验室的Kathy J．Graham先生最近发表题目为“能源部先进低成本碳纤维的研究与设计”文章。
其内容关于改进汽车燃料效率是列为美国最优先研究的课题。
据说，美国在运输系统方面95％依赖于石油基燃料。
日前美国石油资源大体上有55％要从外国进口。
【总页数】2页(P50-51)
【关键词】美国能源部;碳纤维;低成本;设计;开发;燃料效率;国家实验室;运输系统【作者】毕鸿章
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TQ342.742;TL94
【相关文献】
1.700万美元!美能源部立项开发低成本碳纤维 [J],
2.美国能源部启动新项目提高非常规油气资源产量——美国能源部选择了10个项目继续进行CO2-EOR的开发，总投资约为1220万美元 [J],
3.美国能源部再拨3200万美元支持光热发电技术降低成本 [J], ;
4.美国能源部投资1740万研发从煤中低成本回收稀土元素 [J], 李龙飞
5.美国能源部将高性能计算机应用于恶劣条件下进行材料开发[J], 张红男（翻译）因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
碳纤维在汽车领域的应用作者：冯瑞华来源：《新材料产业》2014年第08期碳纤维在国际上被誉为“黑色黄金”，它不仅具有碳材料固有的本征特性，又兼具纺织纤维的柔软性。
碳纤维从原丝到成品需要经过预氧化、高温碳化、石墨化、表面处理等诸多工艺。
碳纤维优点之一就是质量轻，这种材料应用在汽车上带来最直观的改变就是整车质量的减轻，在动力系统不变的前提下，减重的车身会带来更出色的加速感受，相对于扔掉空调、音响等配置的减重方法，碳纤维材料的应用在保留舒适配置的同时达到了更好的效果。
因此，国外一些国家的政府机构还出台了碳纤维的研发政策和计划，以促进其在汽车领域的应用。
一、国外政策与计划美国能源部（DOE）、汽车复合材料联盟（ACC）、美国国家科学基金会等致力于碳纤维材料及其复合材料的低成本研发和商业化。
美国DOE开展的“轻量化材料项目”和“电动汽车项目”等与碳纤维密切相关。
DOE轻量化材料项目由橡树岭国家实验室具体负责项目的实施和研发，其中低成本碳纤维计划包括以下4个研究课题：①来自可再生资源的低成本碳纤维；②低成本碳纤维制备计划；③应用于汽车复合材料的低成本碳纤维；④碳纤维微波辅助制造技术。
低成本碳纤维制备计划的目标是把高性能碳纤维价格降低到3美元/磅。
DOE电动汽车项目开始于2009年10月，轻量化材料是该项目的重要技术之一。
太平洋西北国家实验室负责聚合物复合材料的开发，橡树岭国家实验室负责聚合物复合材料和低成本碳纤维的开发。
2011年8月，DOE宣布在未来3～5年投资1.75亿美元用于加快先进汽车技术的开发和部署。
这些资金将支持整个汽车的创新，包括碳纤维等轻质材料，研发的目标是更好的燃料和润滑油、轻质材料、更持久和更便宜的电动汽车电池和组件、更高效的发动机技术等。
2012年8月，美国能源部部长朱棣文宣布7个新的项目，以加快用于下一代美国制造的轿车和卡车的更轻更坚固材料的开发和部署，新的投资主要支持碳纤维复合材料及先进钢材性能的创新。
美国能源部碳纤维技术装置落成暨清洁能源制造计划启动
佚名
【期刊名称】《橡塑机械时代》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】美国能源部近日举行了碳纤维技术装置（OFTF）落成典礼并正式宣布清洁能源制造计划（CEMI）启动，以响应奥巴马政府振兴制造业的倡议。
碳纤维技
术装置位于橡树岭国家实验室（ORNL），投资3500万美元，核心设备是120m 融纺纤维生产线。
该设置的落成将极大提高美国在碳纤维材料领域的研发能力，为科研人员和制造商研究开发价格更低、性能更优的碳纤维材料和工艺提供有力支撑，保持其在该技术领域的引领地位。
【总页数】1页(P34-34)
【正文语种】中文
【中图分类】TH721
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国能源部清洁能源制造大单5.从制造到创造互联网思维下的中国制造——第十一
届中国制造业管理国际论坛暨中国制造业联盟年会启动在即
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上海里奥公司LYOCELL纤维规模生产
华欣
【期刊名称】《人造纤维》
【年(卷),期】2007(37)2
【摘要】上海纺织集团自上世纪90年代起，与东华大学、德国某国家级研究所进行合作，完成了年产100吨Lyocell纤维的小试攻关。
在国家发改委与上海国资委的大力支持下，2004年上海纺织集团、北京高新公司和上海大盛公司共同斥资1．4亿元，组建上海里奥企业发展有限公司，启动了1000吨Lyocell纤维产业化项目。
【总页数】1页(P41-41)
【关键词】LYOCELL纤维;上海;规模生产;国家发改委;产业化项目;东华大学;企业发展
【作者】华欣
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TS102.511
【相关文献】
1.美国Harper公司在橡树岭安装试验规模的低成本生产的碳纤维生产线 [J],
2.看ONE-A如何保障Lyocell生产系统安全ONE-A工程有限公司Lyocell纤维生产技术六大专利解析(一) [J], 郭春花
3.上海里奥纤维企业发展有限公司:标准化带来安全新风貌 [J], 孔祥盈
4.在现有粘胶生产线基础上改造Lyocell纤维生产线设想 [J], 孙华鹏
5.兰精公司开始建造世界上最大的Lyocell纤维工厂 [J], 钱伯章
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风电叶片用低成本碳纤维复合材料本公众号前期文章中，介绍了美国能源部桑地亚国家实验室的能量效率与可再生能源办公室承担的风电叶片用碳纤维复合材料优化设计项目，参见《风电叶片用碳纤维复合材料优化设计》。
美国桑地亚国家实验室通过采用美国能源部橡树岭国家实验室研发的纺织品级低成本碳纤维为原料与商业化的Zoltek卓尔泰克PX35碳纤维综合性能和成本进行了对比。
在本文中则主要介绍了美国国家可再生能源实验室利用低成本碳纤维为原料加工9m长风电叶片研究进展，本项目获得英国复合材料学会支持。
背景介绍近年来，随着风力涡轮机叶片的长度不断增加，其最大长度已经超过100多米，因此在叶片设计时考虑最重要因素之一为刚度问题。
在实际应用中，风电叶片纵向和边缘弯曲载荷会在叶片中造成大部分损伤，因此需要材料具备较高的纵向拉伸，压缩强度和模量以及较高的疲劳强度，以最大程度地减少渐进式损伤。
由于碳纤维具有高比强度、高比刚度，因此与传统风电叶片材料玻璃纤维相比，具有显著的性能优势，而且碳纤维复合材料优异耐疲劳特性也是其获得风电领域关注的重要因素之一。
目前影响碳纤维在风电领域应用的关键是碳纤维相对高昂的成本，因此经济性成为不得不谈的话题，对于风电领域用碳纤维发展趋势为大丝束和纺织品级碳纤维，两者特点均是低成本。
成型加工目前大多数风电叶片制造商都使用真空辅助树脂传递模塑（VARTM），但该工艺可能会导致预先放置碳纤维发生屈曲，从而大幅降低复合材料的性能。
而通过使用拉挤成型工艺可解决相应问题。
而在原料选择上使用纺织品级PAN纤维（图1），在ORNL实验室（图2）经过碳化处理制备得到低成本碳纤维（图3），相比较传统碳纤维成本可下降50%左右。
图1 纺织品级PAN纤维及其预氧化处理图2 美国橡树岭国家实验室ORNL氧碳化线图3 低成本碳纤维表观特征利用纺织品级PAN纤维为原料开发出低成本碳纤维性能与DowAksa A42性能对比如下表所示，尽管拉伸强度仅仅2750MPa，但是其模量达到256GPa，基本满足材料刚度要求。
PPT分享-美国国家能源部项目-煤制沥青基碳纤维及其复合材
料项目
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——正文开始——
该项目并非传统的利用煤化工或者钢铁工业所剩下的煤焦油沥青，制备碳纤维，而是直接用溶剂萃取煤，利用萃取煤产物制备中间相沥青然后制备碳纤维的工艺。
美国国家能源部发布，由橡树岭实验室承担。
该项目主要目的是，发展基础科学和转化科学，使节能和成本效益的过程得以发展和部署。
直接将煤炭转化为高附加值产品，从而支持了美国各地煤炭社区新的制造业和高薪工作的创造。
该项目将解决与煤炭加工相关的挑战，煤炭原料的可变性，并将橡树岭实验室的碳纤维生产设备，从实验室规模扩大到中试规模。
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项目介绍如下：
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