Институт за материали в Нингбо, Китайска академия на науките, екип за високопроизводителни въглеродни влакна и неговия композитен екип (преди известен като Институт за материали в Нингбо, Китайска академия на науките, Отдел за специални влакна, наричан по-нататък „Институт за материали в Нингбо, екип от въглеродни влакна ") е създадена през 2008 г., като се фокусира върху високоефективна локализация на въглеродни влакна на технологични изследвания и разработки, след повече от 10 години развитие, екипът, разчитащ на Националната инженерна лаборатория на Комисията за развитие и реформи, тестване и характеризиране на въглеродни влакна платформа на Комисията за развитие и реформи, Инженерната лаборатория на провинция Zhejiang и други платформи за формиране на техническа система с напълно независими права върху интелектуалната собственост на три основни области След повече от десет години на развитие, екипът формира три основни технически системи с напълно независими права на интелектуална собственост, разчитайки на Националната инженерна лаборатория за развитие и комисия за реформи (NDRC), платформата за тестване и характеризиране на въглеродни влакна на NDRC и инженерната лаборатория на провинция Zhejiang:
Високопроизводителна технология за подготовка на въглеродни влакна: екипът разполага с Националната инженерна лаборатория за технология за подготовка на въглеродни влакна на NDRC, Инженерната лаборатория на провинция Zhejiang за високопроизводителна технология за индустриализация на въглеродни влакна (Изследователски център) и други платформи и направи пробиви в ключовата подготовка технологии за произведени в страната въглеродни влакна с висока якост и среден модул клас T800- и клас T1000- и ключови технологии за подготовка на произведени в страната M40J, M50J, M55J, M60J и M65J високоякостни и високомодулни въглеродни влакна. Ключова технология за подготовка на M40J, M50J, M55J, M60J, M65J клас въглеродни влакна с висока якост и висок режим, както и ключовата технология на ново поколение въглеродни влакна с висока якост, висок режим и високо разширение на M30X, Тип M40X, M50X, M55X.
Технология за високоефективно тестване и характеризиране на влакна: екипът притежава платформата за тестване и характеризиране на въглеродни влакна на Националната комисия за развитие и реформи и „Платформа за високоефективно тестване на влакна и тестване за характеризиране (Ningbo)“ на Китайската асоциация на индустрията за химически влакна и т.н. Екипът създаде и подобри професионална система за тестване за високопроизводителни тестове на въглеродни влакна и разработи следните технологии: влакна от силициев карбид, арамидни влакна, полиимидни влакна, стъклени влакна, базалтови влакна и поликарбонатни влакна. Ние сме разработили различни методи за тестване на влакна, обхващащи влакна от силициев карбид, арамидни влакна, полиимидни влакна, стъклени влакна, базалтови влакна и други методи за тестване на влакна, предоставяйки услуги за тестване и характеризиране на десетки местни предприятия, институции и научноизследователски колежи и университети.
Процес на препрегиране на влакна и технология за обработка: екипът разполага с професионален високоефективен процес на препрегиране на влакна и производствена платформа, която може да извършва различни видове услуги за оценка и производствени процеси на препрегиране на въглеродни влакна, въз основа на търсенето на ултратънки препреги от висок клас в различни области през януари 2024 г. платформата успешно разработи два модела високомодулни въглеродни влакна CNI QM40 (клас M40J) и CNI QM55 (клас M55J). Ултратънки препреги, формиращи производствен капацитет за партиди, в допълнение към предоставянето на услуги като структурно проектиране, анализ и обработка на различни композитни материали.
В допълнение към горните технологии, екипът от въглеродни влакна на NIMR също е разработил серия от технически продукти като евтини въглеродни влакна на акрилна основа, метализирани въглеродни влакна, устойчиви на висока температура термопластични оразмеряващи агенти и агенти за омасляване на сурова коприна за да отговори на нуждите на клиентите. Този брой представя технологията за въглеродни влакна с метално покритие.
1 Технологичен фон
Благодарение на отличните си свойства като висока якост, висок модул и устойчивост на корозия, базираните на PAN въглеродни влакна се използват широко в композитни материали със смола, керамични матрици и метални матрици. Използвайки въглеродни влакна за подсилване на металната матрица, той може да подобри механичните свойства на композитния материал, но също така да запази предимството на лекото тегло, така че да има широк спектър от перспективи за приложение в космическата и автомобилната промишленост.
Понастоящем има общ проблем с лошата омокряемост между въглеродните влакна и металната матрица, например в армирани с въглеродни влакна алуминиеви матрични композити, алуминиевата стопилка е трудно да проникне напълно във въглеродните влакна, така че да е слабо свързана с интерфейса с матрицата и въглеродните влакна не могат да играят подсилващ ефект, което ограничава разширяването на полето на подсилени с въглеродни влакна метални матрични композити.
Методът на галванопластика може да отложи метален слой върху повърхността на въглеродни влакна с висока скорост, в сравнение с въглеродни влакна със стандартен модул T300/T700, въглеродни влакна със среден модул T800/T1000, въглеродни влакна с висок модул с въглеродно съдържание над 99%, проводимостта е очевидно по-добре и е по-благоприятно за отлагането на метал при галванично покритие.
2 Технически характеристики
Екипът на Института за материали и въглеродни влакна в Нингбо разполага с пълен набор от оборудване за непрекъснато повърхностно електроотлагане, с независими изследвания и разработки на въглеродни влакна с висок модул като суровина, разработи онлайн технология за метално покритие на повърхността на въглеродни влакна.
След като електрохимичното покритие може да бъде равномерно въведено върху повърхността на влакното, никел, мед, алуминий и други различни видове метални покрития, дебелината на покритието може да се контролира; в същото време механичните свойства на обработените въглеродни влакна почти нямат загуба и проводимостта е значително подобрена. Съпротивлението на метализираните въглеродни влакна е тествано като ниско като 2 ома на метър; тази технология е приложима за метализиране на 1-24K въглеродни влакна.
Потенциални приложения: Метализираните въглеродни влакна могат да отговорят на нуждите на аерокосмическите полета като антени, сензори, електромагнитно екраниране, енергийни полета като високоскоростни моторни ротори, електрически нагревателни материали и медицински кабели.
3 основни патента и методи за сътрудничество
1), Патент за изобретение CN114775274A Метод и устройство за непрекъсната повърхностна метализация на въглеродни влакна (разрешено)
Изобретатели на патенти: Qian Xin, Ma Hongbo, Jin Lu, Zhang Yonggang, Wang Xuefei, Zhong Junjun, Zhi Jianhai
Настоящото изобретение се отнася до техническата област на повърхностна обработка на въглеродни влакна и разкрива метод и устройство за непрекъсната повърхностна метализация на въглеродни влакна, което може да реализира непрекъснато приготвяне на повърхностна метализация на въглеродни влакна с просто оборудване и кратък цикъл на обработка.
2), Патент на изобретението CN112861337B Метод за предсказване на температурата на повърхността на въглеродни влакна след нагряване от линия на въглеродни влакна (разрешено)
Изобретател на патента: Su Hongming, Zhang Yonggang, Yu Shuixin, Wo Junkang, статия apple
Настоящото изобретение разкрива метод за прогнозиране на температурата на повърхността на линията на въглеродни влакна след нагряване, използвайки метод на математически модел за прогнозиране на повърхностната температура на линията на въглеродни влакна след нагряване и използвайки този метод за намаляване на връзките на линията на въглеродни влакна и подобряване дължината на линията на косата от въглеродни влакна, за да се постигнат ефектите на проста конструкция, подобрена безопасност и естетика и намалена цена и тегло.