碳纤维改性研究成为突破应用瓶颈的关键问题

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说到碳纤维改性研究成为突破应用瓶颈的关键问题随着国内高性能碳纤维在基础研究、工程化和产业化等方面的快速发展以及多个行业领域对碳纤维的需求扩大,碳纤维制品方必须尽快掌握碳纤维复合材料的研发和布局,才能更好地推

碳纤维改性研究成为突破应用瓶颈的关键问题

碳纤维改性研究成为突破应用瓶颈的关键问题

在中俄合作研制的280座远程宽体客机CR929中碳纤维复合材料使用比例有望超过50%,在已经试飞的C919大客机上,碳纤维复合材料已占到飞机结构重量的12%。而美国内华达州利诺城利尔凡飞机制造公司试制成功的全复合材科飞机,在乘载八名旅客的情况下还能以每小时40英里的航速在4000英尺高空飞行2300英里,燃料消耗仅为250加仑,约为同类飞机的五分之一至六分之一,比某些汽车还省。除了借助于先进的空气动力学技术外,更得益于最大限度地使用了碳纤维复合材料,使用这种材料不仅使飞机自重减轻了30-40%,还节约了更多重量空间用于储油,这架飞机储油量达1700磅,已超过飞机上复合材料的自重1275磅。

可以说,碳纤维复合材料是目前飞机轻量化的重要手段,更是未来飞机研制的主要发展方向。由于碳纤维复合材料具有重量轻、强度大、抗疲劳、耐腐蚀等特点,对于减少油耗节约成本有着显著的作用,因此在飞机结构中的应用越来越多。在飞机制造行业中,碳纤维复合材料的用量和应用程度已成为衡量飞机结构先进性的指标之一。

与另外一种“碳系”材料“石墨烯”相比,碳纤维的用途在当下显得更为明确和广泛。不仅是用于飞机,不少固体运载火箭的复合材料壳体,也都是用碳纤维缠绕而成,碳纤维在高端跑车上更是一种具有代表性的减重材料。

“碳纤维材料本身优势明显,但在实际的应用中,还是受制于复合材料的改性技术,因为复合材料不同的基体树脂、添加材料以及具体的工艺方法,使得碳纤维复合材料呈现出巨大的性能差异。”我们也正是清晰地认识到了一点,所以将碳纤维改性作为我们公司发展的头等大事。

作为碳纤维军工制品的长期合作方,我们无锡碳月工厂料一直致力于复合材料的改性和研发工作,攻克了多个碳纤维应用难题。例如在一款航天运载设备中,客户方试图在某个推进部位使用碳纤维复合材料,但是之前的设计方案屡次实验失败,几种常用的碳纤维复合材料在耐受高温方面未能达到设计标准。为此,我公司研发人员在董事长杨正的带领下大胆尝试使用新的复合材料配比方案,使得经过改性处理的碳纤维复合材料部件在常温下弯曲强度不低于600MPa,高于400℃时不低于200MPa,能够适应飞行器超高速飞行带来的高温及其它不利因素。经过客户方两轮高温、风洞、剥离致密性等测试,证明该碳纤维复合材料改性方案是成功的,采用该种碳纤维复合材料的部件在各项性能测试中均能达到原来的设计标准。

业内预测,预计到2025年,全球碳纤维需求量将超过33万吨。碳纤维材料服务于航空航天、汽车、医疗、轨道交通和高端工业领域的道路其实才刚刚开始,有关碳纤维的核心应用技术只能通过碳纤维产品制造商的自主研发和长期实践取得。随着国内高性能碳纤维在基础研究、工程化和产业化等方面的快速发展以及多个行业领域对碳纤维的需求扩大,碳纤维制品方必须尽快掌握碳纤维复合材料的研发和布局,才能更好地推动碳纤维在更深层面的应用。

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