碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，簡稱碳纖維復(fù)合材料，對汽車、軌道、醫(yī)療以及各種高端裝備的減重增效具有非比尋常的戰(zhàn)略意義?；仡?018年國內(nèi)碳纖維行業(yè)的發(fā)展，在以下幾個方面取得了重大突破，在一定程度上說明國內(nèi)碳纖維行業(yè)從原材料生產(chǎn)到復(fù)合材料的加工技術(shù)，再到碳纖維復(fù)合材料制品應(yīng)用等不同方面的發(fā)展情況。

原材料生產(chǎn)——“干噴濕紡關(guān)鍵技術(shù)”

      榮獲國家科技進(jìn)步一等獎的“干噴濕紡千噸級高強(qiáng)/百噸級中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目是由東華大學(xué)材料學(xué)院陳惠芳科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司完成的。
       該技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)碳纖維的批量供應(yīng)，填補(bǔ)了國內(nèi)以干噴濕紡工藝為代表的高性能碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的空白，打破了國外高性能碳纖維企業(yè)在中國市場的長期壟斷。此后，研究團(tuán)隊(duì)又開發(fā)出均質(zhì)聚合系統(tǒng)、高效環(huán)保脫單、穩(wěn)定干噴濕紡、節(jié)能預(yù)氧化等成套技術(shù)，促使中國首個采用干噴濕紡工藝的千噸級碳纖維生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，制備出能與國際同類產(chǎn)品性能相當(dāng)?shù)奶祭w維產(chǎn)品。
       目前世界只有少數(shù)國家掌握碳纖維干噴濕法工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，干噴濕法紡絲擁有更快的紡絲速度，生產(chǎn)效率的提高對于降低碳纖維成本有重大的意義，在高耗能的預(yù)氧化和高溫碳化方面也能起到降低能耗和降低生產(chǎn)成本的作用，有利于我國碳纖維向民用領(lǐng)域延伸。

加工工藝——碳纖維復(fù)合材料加工損傷抑制原理

      碳纖維復(fù)合材料屬于典型的難加工材料，加工過程中極易產(chǎn)生毛刺、撕裂、分層等加工損傷，難以滿足碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件的高性能要求，阻礙了這種高性能材料的推廣應(yīng)用，限制了裝備性能的提升。
       獲得國家技術(shù)發(fā)明一等獎的大連理工大學(xué)賈振元教授團(tuán)隊(duì)從碳纖維復(fù)合材料加工去除機(jī)理和加工損傷產(chǎn)生機(jī)制出發(fā)，提出了“微元去除”和“反向剪切”加工損傷抑制原理，研制出三類9個系列制孔、銑削等系列加工工具。這種擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新工具，使碳纖維復(fù)合材料加工損傷由厘米量級減至0.1毫米以內(nèi)，加工理論與技術(shù)進(jìn)入國際領(lǐng)先水平。這種新型刀具壽命為進(jìn)口產(chǎn)品的2-7倍，價格則降至1/6-1/4，該系列技術(shù)也由此獲得多項(xiàng)發(fā)明專利。

應(yīng)用拓展——熱塑性碳纖維復(fù)合材料的批量生產(chǎn)

       國內(nèi)發(fā)展和應(yīng)用比較好的主要還是熱固性的碳纖維復(fù)合材料，在熱塑性碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用方面比較滯后。與熱固性碳纖維復(fù)合材料相比，熱塑性碳纖維復(fù)合材料具有不可替代的特殊地位。熱塑性碳纖維復(fù)合材料不僅成型快、制造周期短，而且具有可回收、可再生的特點(diǎn)，熱塑性樹脂材料通過再次高溫可以實(shí)現(xiàn)二次利用，因此，從環(huán)保等角度說，熱塑性碳纖維復(fù)合材料比熱固性碳纖維復(fù)合材料具有更為理想的應(yīng)用前景。   
       我們無錫智上新材料科技有限公司在熱固性碳纖維復(fù)合材料改性研發(fā)和零部件生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)出熱塑性碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品的制造技術(shù)，目前已實(shí)現(xiàn)了碳纖維PEEK/PI/PPS等多種類的熱塑性碳纖維復(fù)合材料制品批量化生產(chǎn)目標(biāo)，為碳纖維下游應(yīng)用開辟出新的發(fā)展方向，成為國內(nèi)熱塑性碳纖維復(fù)合材料制品技術(shù)開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用的先行者。采用該技術(shù)生產(chǎn)的碳纖維PEEK骨科醫(yī)療器械、碳纖維PI/PPS復(fù)合材料高端設(shè)備零部件等產(chǎn)品具備國際同類產(chǎn)品相近的質(zhì)量，但是其生產(chǎn)成本卻可以減少30%左右，對國內(nèi)熱塑性碳纖維復(fù)合材料的大范圍應(yīng)用具有重要的意義。
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