Институт материалов Нинбо, Китайская академия наук, команда по производству высокоэффективного углеродного волокна и его композитов (ранее известная как Институт материалов Нинбо, Китайская академия наук, Отдел специальных волокон, в дальнейшем именуемая «Институт материалов Нинбо, группа по углеродному волокну»). ") была основана в 2008 году с упором на высокопроизводительную локализацию технологических исследований и разработок из углеродного волокна, после более чем 10 лет разработки команда опирается на Национальную инженерную лабораторию Комиссии по развитию и реформам, тестирование и определение характеристик углеродного волокна. платформа Комиссии развития и реформ, Инженерной лаборатории провинции Чжэцзян и других платформ для формирования технической системы с полностью независимыми правами интеллектуальной собственности трех основных областей. После более чем десяти лет разработки команда сформировала три основные технические системы с полностью независимыми права интеллектуальной собственности, опираясь на Национальную инженерную лабораторию Комиссии по развитию и реформам (NDRC), Платформу тестирования и определения характеристик углеродного волокна NDRC и Инженерную лабораторию провинции Чжэцзян:
Технология подготовки высокоэффективного углеродного волокна: команда имеет Национальную инженерную лабораторию технологии подготовки углеродного волокна NDRC, Инженерную лабораторию высокоэффективной технологии индустриализации углеродного волокна провинции Чжэцзян (Исследовательский центр) и другие платформы, а также добилась прорыва в ключевой подготовке. технологии отечественного производства высокопрочных и среднемодульных углеродных волокон марок Т800- и Т1000-, а также ключевые технологии подготовки высокопрочных и высокомодульные углеродные волокна. Ключевая технология подготовки высокопрочного и высокомодового углеродного волокна марок M40J, M50J, M55J, M60J, M65J, а также ключевая технология нового поколения высокопрочных, высокомодовых и высокорастяжимых углеродных волокон нового поколения M30X, Тип М40Х, М50Х, М55Х.
Высокопроизводительная технология тестирования и определения характеристик волокна: команда владеет платформой для тестирования и определения характеристик углеродного волокна Национальной комиссии по развитию и реформам, а также «Платформой для тестирования высокопроизводительной подготовки и определения характеристик волокна (Нинбо)» Китайской ассоциации производителей химических волокон. и т. д. Команда создала и усовершенствовала профессиональную систему тестирования для высокопроизводительного тестирования углеродного волокна, а также разработала следующие технологии: карбидкремниевые волокна, арамидные волокна, полиимидные волокна, стеклянные волокна, базальтовые волокна и поликарбонатные волокна. Мы разработали различные методы тестирования волокон, охватывающие карбидокремниевые волокна, арамидные волокна, полиимидные волокна, стеклянные волокна, базальтовые волокна и другие методы тестирования волокон, предоставляя услуги по тестированию и определению характеристик для десятков отечественных предприятий, учреждений и научно-исследовательских колледжей и университетов.
Процесс и технология обработки волокнистого препрега: у команды есть профессиональная высокопроизводительная платформа для процесса и производства волокнистого препрега, которая может выполнять различные типы оценки процесса препрега из углеродного волокна и производственные услуги, исходя из спроса на высококачественные ультратонкие препреги. в различных областях, в январе 2024 года платформа успешно разработала две модели высокомодульных углеродных волокон CNI QM40 (марка M40J) и CNI QM55 (марка M55J). Ультратонкие препреги, образующие серийное производство, а также предоставление таких услуг, как структурное проектирование, анализ и обработка различных композиционных материалов.
В дополнение к вышеупомянутым технологиям команда NIMR по углеродному волокну также разработала ряд технических продуктов, таких как недорогие углеродные волокна на акриловой основе, металлизированные углеродные волокна, термостойкие термопластичные проклеивающие вещества и промасливатели для шелка-сырца. для удовлетворения потребностей клиентов. В этом выпуске представлена технология металлизированного углеродного волокна.
1Технологический фон
Благодаря своим превосходным свойствам, таким как высокая прочность, высокий модуль упругости и коррозионная стойкость, углеродное волокно на основе ПАН широко используется в композитах со смоляной матрицей, композитах с керамической матрицей и композитах с металлической матрицей. Используя углеродное волокно для армирования металлической матрицы, можно улучшить механические свойства композиционного материала, но при этом сохранить преимущество легкого веса, благодаря чему он имеет широкий спектр перспектив применения в аэрокосмической и автомобильной промышленности.
В настоящее время существует общая проблема плохой смачиваемости между углеродным волокном и металлической матрицей, например, в композитах с алюминиевой матрицей, армированных углеродным волокном, расплаву алюминия трудно полностью проникнуть в жгут углеродного волокна, поэтому он плохо связывается с границей раздела. с матрицей, а углеродные волокна не могут играть армирующего эффекта, что ограничивает расширение области композитов с металлической матрицей, армированных углеродным волокном.
Метод гальванического покрытия позволяет наносить металлический слой на поверхность углеродного волокна на высокой скорости по сравнению с углеродным волокном стандартного модуля T300/T700, углеродным волокном среднего модуля T800/T1000, высокомодульным углеродным волокном с содержанием углерода более 99%, проводимость составляет очевидно, лучше и более способствует осаждению металла при гальванике.
2Технические характеристики
Команда Института материалов и углеродного волокна Нинбо имеет полный набор оборудования для непрерывного поверхностного электроосаждения, с независимыми исследованиями и разработками высокомодульного углеродного волокна в качестве сырья, разработала технологию онлайн-покрытия поверхности углеродного волокна.
После электрохимической обработки покрытия можно равномерно нанести на поверхность волокна никель, медь, алюминий и другие различные типы металлического покрытия, толщину покрытия можно контролировать; в то же время механические свойства обработанного углеродного волокна практически не теряются, а проводимость значительно улучшается. Согласно испытаниям, сопротивление металлизированных углеродных волокон составляет всего 2 Ом на метр; эта технология применима для металлизации углеродных волокон 1-24K-жгута.
Потенциальные применения: Металлизированное углеродное волокно может удовлетворить потребности аэрокосмической отрасли, такой как антенны, датчики, электромагнитная защита, энергетические поля, такие как роторы высокоскоростных двигателей, электрические нагревательные материалы и медицинские провода.
3 основных патента и методы сотрудничества
1), Патент на изобретение CN114775274A Способ и устройство для непрерывной металлизации поверхности углеродного волокна (авторизовано).
Изобретатели патента: Цянь Синь, Ма Хунбо, Цзинь Лу, Чжан Юнган, Ван Сюэфэй, Чжун Цзюньцзюнь, Чжи Цзяньхай
Настоящее изобретение относится к области техники обработки поверхности углеродного волокна и раскрывает способ и устройство для непрерывной металлизации поверхности углеродного волокна, которое позволяет реализовать непрерывную подготовку металлизации поверхности углеродного волокна с помощью простого оборудования и короткого цикла обработки.
2), Патент на изобретение CN112861337B. Способ прогнозирования температуры поверхности углеродного волокна после нагрева по волосяной линии углеродного волокна (авторизовано).
Изобретатель патента: Су Хунмин, Чжан Юнган, Юй Шуйсинь, Во Цзюнькан, статья «Яблоко».
Настоящее изобретение раскрывает способ прогнозирования температуры поверхности волосяного покрова углеродного волокна после нагрева, используя метод математической модели для прогнозирования температуры поверхности волосяного покрова углеродного волокна после нагрева и используя этот метод для уменьшения количества волосяных соединений углеродного волокна и улучшения длина линии роста волос из углеродного волокна позволяет добиться эффекта простой конструкции, повышения безопасности и эстетики, а также снижения стоимости и веса.