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高强高模碳纤维实现国产打破西方垄断,促进新材料产业应用发展

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       近日,由北京化工大学等单位承担的863计划课题“聚丙烯腈碳纤维石墨化关键技术研究(2015AA03A202)”通过技术验收。通过该课题的实施,突破了我国航天用QM4055级高强高模碳纤维制备关键技术,满足热熔预浸、热熔缠绕工艺要求,典型结构试验件性能满足设计要求。

       高强高模碳纤维具有高比模量、高比强度、性能/功能可设计、良好的尺寸稳定性等优异特性,是卫星主次承力结构和高精高稳结构上不可替代的核心材料,也是碳纤维高性能化的发展趋势。受国产化技术制约,航天用QM4055级高强高模碳纤维制备技术与产品长期被西方国家垄断。
       该课题在研发出低纤度、表面物理结构可控的原丝制备工艺基础上,突破纤维中碳石墨结构径向分布的调控技术,实现QM4055高强高模碳纤维制备关键技术突破;自主设计研制成功工程化规模碳纤维高温石墨化装备,建成我国首条十吨级QM4055级碳纤维中试线;研发出与氰酸酯树脂基体相匹配的上浆剂产品,满足专用复合材料结构件性能要求;掌握了高强高模碳纤维结构性能表征技术,支撑了纤维的研制生产与应用;采用热熔预浸和热熔缠绕工艺制备火箭卫星支座、五波纹结构和承力筒体缩比件等3种典型结构试验件,性能满足设计要求。

       高性能碳纤维及其复合材料是我国新材料技术与产业发展的重点。国产高强高模碳纤维关键技术的突破、关键核心装备的国产化和首条高强高模碳纤维工程化线的研制填补了国内空白,在碳纤维国产化进程中具有示范意义。


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