炭基新材料制备与应用

【实验室研发】凝胶纺丝制备新型高强高模高韧碳纤维

发布时间:2021-11-18

  一、技术背景
  高性能碳纤维复合材料主要应用于航空航天等对材料结构性能和轻质化要求极高的领域。T800级碳纤维的制备准各向同性复合材料板的模量仅为~58GPa,如要进一步替代高性能合金钢(模量为75GPa),必须显著提升。此外,从复合材料结构设计角度看,多数复合材料部件主要按照刚度设计,这就要求结构复合材料具有良好的模量特性。这些需要迫切要求发展下一代兼具高强高模高韧的新型碳纤维。
  二、技术优势
  所制备碳纤维兼具高强高模高韧,其中强度>5.8GPa,模量>354GPa,断裂比>1.6%。如下图中红色五角星所示吗,超出目前全部碳纤维产品,直径为5-5.5μm。碳纤维模量高于354GPa,碳化温度低于1400℃,表面易于化学官能化。纺丝段收丝速度不低于干喷湿法纺丝,>300m/min。制备碳纤维表面沟槽结构可调(实验室验证阶段)。
  三、技术指标
  力学强度>5.8GPa,杨氏模量>354GPa,表面形貌:可调节从光滑到沟槽,直径:5-5.5μm。
  四、市场前景
  本技术为下一代高性能碳纤维的自主规格和自主产权制备,主要针对第二代T800级碳纤维复合材料在航空航天领域代应用中模量和压缩强度的短板,研制下一代新型高强高模高韧碳纤维及其复合材料,即在不降低第二代复合材料拉伸强度的基础上,显著提高其模量和压缩强度。
  五、合作方式
  合作开发。
  六、联系方式
  电话:0351-4041154,传真:0351-4041153,邮箱:liangchen@sxicc.ac.cn,hanxinyu@sxicc.ac.cn。

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