Inštitut za materiale Ningbo, Kitajska akademija znanosti, skupina za visoko zmogljiva ogljikova vlakna in njihove kompozite (prej znan kot Inštitut za materiale Ningbo, Kitajska akademija znanosti, Oddelek za specialna vlakna, v nadaljnjem besedilu "Inštitut za materiale Ningbo, ekipa za ogljikova vlakna" ") je bil ustanovljen leta 2008 in se osredotoča na visoko zmogljivo lokalizacijo ogljikovih vlaken tehnoloških raziskav in razvoja, po več kot 10 letih razvoja, ekipa, ki se opira na Nacionalni inženirski laboratorij Komisije za razvoj in reforme, testiranje in karakterizacijo ogljikovih vlaken platforme Komisije za razvoj in reforme, inženirskega laboratorija province Zhejiang in drugih platform za oblikovanje tehničnega sistema s popolnoma neodvisnimi pravicami intelektualne lastnine treh glavnih področij Po več kot desetih letih razvoja je ekipa oblikovala tri glavne tehnične sisteme s popolnoma neodvisnimi pravice intelektualne lastnine, ki se opirajo na Nacionalni inženirski laboratorij za razvoj in reformo Komisije (NDRC), platformo za testiranje in karakterizacijo ogljikovih vlaken NDRC in inženirski laboratorij province Zhejiang:
Visoko zmogljiva tehnologija priprave ogljikovih vlaken: ekipa ima Nacionalni inženirski laboratorij za tehnologijo priprave ogljikovih vlaken NDRC, inženirski laboratorij province Zhejiang za visoko zmogljivo tehnologijo industrializacije ogljikovih vlaken (Raziskovalni center) in druge platforme ter je dosegla preboje na področju ključnih priprav tehnologije doma proizvedenih ogljikovih vlaken visoke trdnosti in srednjega modula razreda T800- in T1000- ter ključne tehnologije priprave visokotrdnih in visokotrdnih M40J, M50J, M55J, M60J in M65J domače proizvodnje. visokomodulna karbonska vlakna. Ključna tehnologija priprave M40J, M50J, M55J, M60J, M65J ogljikovih vlaken visoke trdnosti in visokega načina, kot tudi ključna tehnologija nove generacije ogljikovih vlaken visoke trdnosti, visokega načina in visokega raztezanja M30X, Tip M40X, M50X, M55X.
Visoko zmogljiva tehnologija testiranja in karakterizacije vlaken: ekipa ima v lasti platformo za testiranje in karakterizacijo ogljikovih vlaken Nacionalne komisije za razvoj in reforme ter "platformo za testiranje visoko zmogljivih vlaken in karakterizacijo (Ningbo)" Kitajskega združenja industrije kemičnih vlaken. , itd. Ekipa je vzpostavila in izboljšala sistem profesionalnega testiranja za visokozmogljiva testiranja ogljikovih vlaken in razvila naslednje tehnologije: vlakna iz silicijevega karbida, aramidna vlakna, poliimidna vlakna, steklena vlakna, bazaltna vlakna in polikarbonatna vlakna. Razvili smo različne metode testiranja vlaken, ki zajemajo vlakna silicijevega karbida, aramidna vlakna, poliimidna vlakna, steklena vlakna, bazaltna vlakna in druge metode testiranja vlaken, ter zagotavljamo storitve testiranja in karakterizacije za več deset domačih podjetij, ustanov in znanstvenoraziskovalnih visokih šol in univerz.
Proces preprega vlaken in tehnologija predelave: ekipa ima profesionalno visoko zmogljivo platformo za proces preprega vlaken in proizvodno platformo, ki lahko izvaja različne vrste ocenjevanja in proizvodnih storitev procesa preprega ogljikovih vlaken, ki temeljijo na povpraševanju po vrhunskih ultra tankih prepregih Na različnih področjih je januarja 2024 platforma uspešno razvila dva modela visokomodulnih ogljikovih vlaken CNI QM40 (razred M40J) in CNI QM55 (razred M55J). Ultra-tanki prepregi, ki tvorijo serijsko proizvodno zmogljivost, poleg zagotavljanja storitev, kot so konstrukcijsko načrtovanje, analiza in obdelava različnih kompozitnih materialov.
Poleg zgornjih tehnologij je ekipa za ogljikova vlakna NIMR razvila tudi vrsto tehničnih izdelkov, kot so poceni ogljikova vlakna na osnovi akrila, metalizirana ogljikova vlakna, visokotemperaturno odporna termoplastična sredstva za lepljenje in oljna sredstva za surovo svilo. da bi zadostili potrebam strank. Ta številka predstavlja tehnologijo kovinsko prevlečenih ogljikovih vlaken.
1Tehnološko ozadje
Zaradi svojih odličnih lastnosti, kot so visoka trdnost, visok modul in odpornost proti koroziji, se ogljikova vlakna na osnovi PAN pogosto uporabljajo v kompozitih s smolno matriko, kompozitih s keramično matriko in kompozitih s kovinsko matriko. Z uporabo ogljikovih vlaken za ojačitev kovinske matrice lahko izboljša mehanske lastnosti kompozitnega materiala, hkrati pa ohrani prednost majhne teže, tako da ima široko paleto možnosti za uporabo v vesoljski in avtomobilski industriji.
Trenutno obstaja splošna težava slabe omočljivosti med ogljikovimi vlakni in kovinsko matriko, na primer v kompozitih z aluminijevo matriko, ojačenih z ogljikovimi vlakni, se aluminijeva talina težko popolnoma infiltrira v pramen iz ogljikovih vlaken, tako da je slabo vezan na vmesnik z matriko in ogljikova vlakna ne morejo imeti ojačitvenega učinka, kar omejuje širjenje področja kompozitov s kovinsko matriko, ojačanih z ogljikovimi vlakni.
Metoda galvanizacije lahko pri visoki hitrosti nanese kovinsko plast na površino ogljikovih vlaken v primerjavi s standardnimi ogljikovimi vlakni T300/T700, ogljikovimi vlakni srednjega modula T800/T1000, ogljikovimi vlakni z visokim modulom z vsebnostjo ogljika več kot 99 %, prevodnost je očitno boljši in je bolj ugoden za nanašanje kovin pri galvanizaciji.
2 Tehnične lastnosti
Ekipa Inštituta za materiale in ogljikova vlakna Ningbo ima celoten nabor opreme za neprekinjeno površinsko elektrodepozicijo, z neodvisnimi raziskavami in razvojem visokomodulnih ogljikovih vlaken kot surovine, je razvila spletno tehnologijo za kovinsko prevleko ogljikovih vlaken.
Po elektrokemični prevleki se lahko enakomerno nanese na površino vlaken iz niklja, bakra, aluminija in drugih različnih vrst kovinskih prevlek, debelino prevleke pa je mogoče nadzorovati; hkrati se mehanske lastnosti obdelanih ogljikovih vlaken skoraj ne izgubijo, prevodnost pa se močno izboljša. Upornost metaliziranih ogljikovih vlaken je bila testirana tako, da znaša le 2 ohma na meter; ta tehnologija je uporabna za metalizacijo 1-24K ogljikovih vlaken.
Potencialne uporabe: Metalizirana ogljikova vlakna lahko zadovoljijo potrebe letalskih in vesoljskih področij, kot so antene, senzorji, elektromagnetna zaščita, energetska polja, kot so visokohitrostni rotorji motorjev, električni grelni materiali in medicinske žice.
3 Osnovni patenti in metode sodelovanja
1), Patent izuma CN114775274A Metoda in naprava za kontinuirano površinsko metalizacijo ogljikovih vlaken (Avtorizirano)
Izumitelji patentov: Qian Xin, Ma Hongbo, Jin Lu, Zhang Yonggang, Wang Xuefei, Zhong Junjun, Zhi Jianhai
Predloženi izum se nanaša na tehnično področje površinske obdelave ogljikovih vlaken in razkriva metodo in napravo za kontinuirano površinsko metalizacijo ogljikovih vlaken, ki lahko realizira kontinuirano pripravo površinske metalizacije ogljikovih vlaken s preprosto opremo in kratkim ciklom obdelave.
2), patent izuma CN112861337B Metoda napovedovanja površinske temperature ogljikovih vlaken po segrevanju z lasno linijo ogljikovih vlaken (avtorizirano)
Izumitelj patenta: Su Hongming, Zhang Yonggang, Yu Shuixin, Wo Junkang, članek jabolko
Predloženi izum razkriva metodo za napovedovanje površinske temperature lasne linije iz ogljikovih vlaken po segrevanju, z uporabo metode matematičnega modela za napovedovanje površinske temperature lasne linije iz ogljikovih vlaken po segrevanju in uporabo te metode za zmanjšanje spojev lasne linije iz ogljikovih vlaken in izboljšanje dolžina lasne linije iz ogljikovih vlaken za doseganje učinkov enostavne konstrukcije, izboljšane varnosti in estetike ter zmanjšanih stroškov in teže.