寧波材料所在M55J級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維國產(chǎn)化制備技術(shù)領(lǐng)域取得突破

　　1月28日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所特種纖維事業(yè)部在高強(qiáng)高模碳纖維國產(chǎn)化制備技術(shù)領(lǐng)域取得突破，制備得到的高性能碳纖維拉伸強(qiáng)度為4.86GPa、拉伸模量為541GPa，在模量達(dá)到國外同類產(chǎn)品性能（540GPa）的同時(shí)，拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)優(yōu)于國外產(chǎn)品（4.02GPa），從而打破了國外在該領(lǐng)域的壟斷并填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白。

　　高強(qiáng)高模碳纖維又稱為石墨纖維，與傳統(tǒng)高強(qiáng)碳纖維相比，其含碳量高達(dá)99%以上，且具有更高的模量。此外，還具有熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)電性高、熱穩(wěn)定性好、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在宇宙飛行器及航空航天等領(lǐng)域作為關(guān)鍵材料得到應(yīng)用。一直以來，高強(qiáng)高模碳纖維的核心制備技術(shù)被國外少數(shù)幾家公司壟斷，如日本東麗公司除擁有成熟的T800、T1000等高強(qiáng)中模級(jí)碳纖維產(chǎn)品外，還擁有M40J、M50J、M55J、M60J等高強(qiáng)高模級(jí)碳纖維產(chǎn)品。鑒于高強(qiáng)高模碳纖維在國防領(lǐng)域的重要意義，其制備技術(shù)一直對(duì)國內(nèi)封鎖，而其產(chǎn)品也對(duì)國內(nèi)禁運(yùn)。

　　寧波材料所特種纖維事業(yè)部成立于2008年，成立伊始便以高性能碳纖維作為研制目標(biāo)，依托國家發(fā)改委碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室、國家發(fā)改委碳纖維檢測表征平臺(tái)等先后突破了高強(qiáng)中模碳纖維中試及工程化技術(shù)。2014年年底，事業(yè)部開始高強(qiáng)高模碳纖維的研制工作，于2015年5月成功制備得到M50J級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維，經(jīng)過航空、航天、核能等單位檢測，拉伸強(qiáng)度及拉伸模量分別高達(dá)5.12GPa、475GPa，該性能達(dá)到甚至超過了國外同類產(chǎn)品，隨后進(jìn)行了連續(xù)穩(wěn)定化的生產(chǎn)。2015年年底，事業(yè)部開展了更高一級(jí)M55J級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維研制工作，并于2016年1月底成功實(shí)現(xiàn)其制備技術(shù)突破。目前，寧波材料所已經(jīng)具備M40J、M46J、M50J級(jí)產(chǎn)品連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)能力，并形成了M55J級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維制備技術(shù)。

　　國產(chǎn)M55J級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維雖然在主體性能上達(dá)到甚至超過了國外同類產(chǎn)品，但高級(jí)工程師張永剛認(rèn)為目前仍需要解決M55J級(jí)國產(chǎn)碳纖維的穩(wěn)定化生產(chǎn)及復(fù)合材料加工時(shí)纖維與基體匹配性等問題。為此，在未來工作中，王雪飛、錢鑫將分別針對(duì)高強(qiáng)高模碳纖維結(jié)構(gòu)及性能穩(wěn)定化、纖維表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與復(fù)合材料性能相關(guān)性等領(lǐng)域開展研究工作。

　　據(jù)悉，特種纖維事業(yè)部在實(shí)現(xiàn)M55J級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維穩(wěn)定化生產(chǎn)的同時(shí)，后續(xù)將開展M60J級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維的研制工作。