碳陶瓷与国产树脂：中国西电破局电力装备卡脖子的化学材料密码

缪舢/文

‖2026年1月14日中国西电董事长赵永志在西电西变宣讲时的一句话，西电“最终攻克技术壁垒，实现国产化零的突破，性能部分超越国际先进水平，并于 2025 年 6 月完成首台套工程应用发运”。背后是80多轮样品试制、20多种烧结工艺的反复探索，以及解决了曾经悬在中国电网安全头顶的“达摩克利斯之剑”‖

550千伏及以上断路器碳陶瓷电阻片，这个被称为电网“心脏部件”的关键材料，长期被国外巨头垄断。中国西电集团所属西电西瓷的实验室里，技术团队对国外样品进行“庖丁解牛”式分析，通过X射线衍射、扫描电镜观察，反复优化材料化学配方与工艺参数。

材料之战

电力装备的核心战场早已从机械结构转向了基础材料。过去，我国特高压电气用环氧树脂90%以上依赖进口，高压断路器中的关键碳陶瓷电阻片技术则被国外严格封锁。

这些看似不起眼的材料，实则是保障电网安全运行的“隐形卫士”。一个材料的配方差异，可能意味着在极端条件下的性能崩溃，进而引发连锁故障。

中国电气装备产业在“十四五”期间的国产化替代，本质上是一场从“跟跑”到“并跑”最终实现“领跑”的材料科学攻坚战。

碳陶瓷电阻

碳陶瓷电阻片的研发堪称材料精密调控的典范。这种功能陶瓷的各种性能相互交织影响，而国外的高度技术封锁使研发团队几乎无法查阅到相关技术文献。

项目组面临两大核心难题：陶瓷基体与碳材料的均匀混合，以及碳材料在高温烧结过程中易氧化、阻碍陶瓷基体烧结的问题。

据来自中国电气装备的新闻报道，为解决这些难题，西电西瓷技术团队进行了80多轮样品试制，尝试了20多种不同的烧结工艺组合。他们24小时轮流值守在烧结设备前，详细记录数据，最终确定了最佳烧结程序。

国内其他企业也在这一领域取得进展。资料显示，无锡海锡电气科技有限公司申请了一项“掺杂碳纳米管的石墨陶瓷电阻”专利，通过在石墨陶瓷基体中掺杂碳纳米管，显著提高了电阻的导电性、热稳定性和机械强度。

环氧树脂突破

在树脂材料领域，国产化替代同样取得重大突破。西电西材研发的 “1100kV环氧浇注绝缘件国产化替代技术” ，彻底打破了进口树脂体系在国内高压开关设备绝缘件中的垄断地位。

这项技术不仅将采购周期缩短40%，还降低零件成本25%，规避了单一供方风险。目前该技术已广泛应用于1100kV气体绝缘金属封闭开关设备等高端装备，为特高压电网建设提供自主保障。

在基础研究层面，国内科研团队也取得了进展。一项专业学术资料显示，武汉科技大学等机构的研究人员以国产双酚A环氧树脂结合纳米级β-Al2O3、甲基六氢苯酐、硅烷偶联剂等原料，制备出特高压改性环氧树脂。

研究表明，自主研发的环氧树脂浇筑的固化件外观更具瓷感，玻璃化温度高于100℃，平均拉伸强度也优于进口材料，标志着我国在特种环氧树脂领域实现了从追赶到并行的转变。

材料自主新生态

国产化替代的“西电方案”正在构建一个“研发-产业-市场”协同推进的新材料生态系统。在研发端，中国西电持续健全“2+M+N”两级研发体系，加快电气装备行业大模型建设应用，推动创新资源向“卡脖子”领域倾斜。

产业端则通过“延链、补链、强链”，对西电套管、西电操动机构等上游关键企业实施资源倾斜，培育西电电力电子等高新技术企业。同时，45条数字化产线的落地，为国产化产品量产提供了高效产能支撑。

2025年，中国西电有24项新产品通过鉴定，其中14项达到国际领先水平。这些成就的背后，是材料科学的突破为整个电力装备产业提供了坚实的基础支撑。

中国电力装备的国产化之路，其中一条分支正沿着化学新材料的突破不断延伸。