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寧波材料所國產高性能碳纖維技術現狀及主要產品

 中科院碳纖維及其復合材料工程實驗室(原中科院寧波材料所特種纖維事業部)成立于2008年,專注于高性能碳纖維國產化技術研發,經過十余年發展,碳纖維及其復合材料工程實驗室先后突破國產T800級、T1000級高強中模碳纖維關鍵制備技術,國產M40J、M50J、M55J、M60J級高模碳纖維關鍵制備技術,2016年率先突破國產M55J級碳纖維關鍵技術,2018年研制的國產M60J級高模碳纖維更是填補了國內空白,達到國際先進水平,2020年實現國產M60J級高模碳纖維小批量穩定制備。

 

技 術 現 狀

 

1、高強中模碳纖維系列

 

碳纖維及其復合材料工程實驗室于2010年突破國產T800級高強中模碳纖維技術,并于2011年11月成功通過相關技術成果鑒定。

 

2013年,在國產T800級碳纖維的中試穩定技術基礎上,碳纖維及其復合材料工程實驗室研發出拉伸強度6.41GPa、拉伸模量293GPa國產T1000級高強中模碳纖維,在后續穩定化制備中,單軸碳纖維的拉伸強度最大值為 6.62 GPa。

 

▲ 碳纖維及其復合材料工程實驗室高強中模碳纖維

 

 

 

2、高模碳纖維系列

 

2015年,碳纖維及其復合材料工程實驗室實現國產CNIQM50(M50J級)高模碳纖維技術突破,并進行了穩定化生產,2016年、2018年先后突破CNIQM55(M55J級)、CNIQM60(M60J級)高模碳纖維關鍵技術。

 

▲ 碳纖維及其復合材料工程實驗室高模碳纖維

 

 

 

通過國產高模系列碳纖維性能與日本東麗同型號產品對比可以發現,國產高模碳纖維拉伸強度要高于國外產品,因此纖維伸長率較高,在延展性具有一定優勢。

 

3、新型高強高模碳纖維系列

 

碳纖維及其復合材料工程實驗室于2015年便開始布局新型高強高模碳纖維研發工作,2017年在承擔相關項目基礎上,加快新型高強高模碳纖維的批量制備工作。

 

2019年7月實現拉伸強度5700-5900MPa、拉伸模量320-340GPa規格I型新型高強高模碳纖維的批量穩定制備,在線抽樣檢測纖維強度6023GPa、模量321GPa。

 

▲碳纖維及其復合材料工程實驗室新一代高強高模碳纖維

 

 

 

2019年10月實現拉伸強度5500-5700MPa,拉伸模量360-380GPa規格II型新型高強高模碳纖維的批量穩定制備,在線抽樣檢測纖維強度5625GPa、模量377GPa。

 

產 品 類 型

 

4、碳纖維產品

 

目前碳纖維及其復合材料工程實驗室可提供M40J-M60J級高強高模碳纖維產品和M30X、M40X為代表的新一代高強高模碳纖維產品,產品規格3k、6k、12k。主要產品型號及性能如下表所示:

 

 

 

5、其他相關產品

 

除了碳纖維產品以外,碳纖維及其復合材料實驗室目前擁有預浸料專業加工設備,因此可提供各種牌號的國產高性能碳纖維預浸料,此外,也可為客戶提供定制化服務,如碳纖維編織物、高模碳纖維復合材料結構件等。

 

 
來源:中科院碳纖維及其復合材料實驗室
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