Ningbo Institute of Materials, Chinese Academy of Sciences, hoogwaardige koolstofvezel en zijn composietenteam (voorheen bekend als Ningbo Institute of Materials, Chinese Academy of Sciences, Specialty Fiber Division, hierna genoemd "Ningbo Institute of Materials, Carbon Fiber Team ") werd opgericht in 2008, gericht op hoogwaardige koolstofvezellokalisatie van technologisch onderzoek en ontwikkeling, na meer dan 10 jaar ontwikkeling, waarbij het team vertrouwde op het National Engineering Laboratory van de Development and Reform Commission, het testen en karakteriseren van koolstofvezels platform van de Development and Reform Commission, het Zhejiang Provincial Engineering Laboratory en andere platforms om een technisch systeem te vormen met volledig onafhankelijke intellectuele eigendomsrechten op drie grote gebieden. Na meer dan tien jaar ontwikkeling heeft het team drie grote technische systemen gevormd met volledig onafhankelijke intellectuele eigendomsrechten, vertrouwend op het National Engineering Laboratory of Development and Reform Commission (NDRC), het Carbon Fiber Testing and Characterization Platform van NDRC, en het Engineering Laboratory van de provincie Zhejiang:
Hoogwaardige koolstofvezelvoorbereidingstechnologie: het team beschikt over het National Engineering Laboratory of Carbon Fiber Preparation Technology van NDRC, het Zhejiang Provincial Engineering Laboratory of High Performance Carbon Fiber Industrialization Technology (Research Center) en andere platforms, en heeft doorbraken geboekt in de belangrijkste voorbereiding technologieën van in eigen land geproduceerde T800--kwaliteit en T1000--kwaliteit koolstofvezels met hoge sterkte en gemiddelde modulus, en belangrijke voorbereidingstechnologieën van in eigen land geproduceerde M40J, M50J, M55J, M60J en M65J hoge sterkte en koolstofvezels met hoge modulus. Sleutelvoorbereidingstechnologie van M40J, M50J, M55J, M60J, M65J-koolstofvezels met hoge sterkte en hoge modus, evenals de sleuteltechnologie van de nieuwe generatie koolstofvezels met hoge sterkte, hoge modus en hoge rek van M30X, M40X, M50X, M55X-type.
Hoogwaardige vezeltest- en karakteriseringstechnologie: het team is eigenaar van het koolstofvezeltest- en karakteriseringsplatform van de National Development and Reform Commission, en het "High-performance Fiber Preparation and Characterization Testing (Ningbo) Platform" van de China Chemical Fiber Industry Association , enz. Het team heeft een professioneel testsysteem opgezet en verbeterd voor het testen van hoogwaardige koolstofvezels, en de volgende technologieën ontwikkeld: siliciumcarbidevezels, aramidevezels, polyimidevezels, glasvezels, basaltvezels en polycarbonaatvezels. We hebben een verscheidenheid aan vezeltestmethoden ontwikkeld, waaronder siliciumcarbidevezels, aramidevezels, polyimidevezels, glasvezels, basaltvezels en andere vezeltestmethoden, en leveren test- en karakteriseringsdiensten voor tientallen binnenlandse bedrijven, instellingen en wetenschappelijke onderzoeksscholen en universiteiten.
Vezelprepregproces- en verwerkingstechnologie: het team beschikt over een professioneel, hoogwaardig vezelprepregproces- en productieplatform, dat verschillende soorten koolstofvezelprepreg-procesevaluatie en productiediensten kan uitvoeren, gebaseerd op de vraag naar hoogwaardige ultradunne prepregs op verschillende gebieden heeft het platform in januari 2024 met succes twee modellen CNI QM40 (M40J-kwaliteit) en CNI QM55 (M55J-kwaliteit) koolstofvezels met hoge modulus ontwikkeld. Ultradunne prepregs, die batchproductiecapaciteit vormen, naast het leveren van diensten zoals structureel ontwerp, analyse en verwerking van verschillende composietmaterialen.
Naast de bovengenoemde technologieën heeft het koolstofvezelteam van NIMR ook een reeks technische producten ontwikkeld, zoals goedkope koolstofvezels op acrylbasis, gemetalliseerde koolstofvezels, hittebestendige thermoplastische lijmmiddelen en oliemiddelen voor ruwe zijde. om aan de behoeften van klanten te voldoen. In deze uitgave wordt de technologie van met metaal beklede koolstofvezel geïntroduceerd.
1Technologische achtergrond
Vanwege de uitstekende eigenschappen, zoals hoge sterkte, hoge modulus en corrosieweerstand, wordt op PAN gebaseerde koolstofvezel veel gebruikt in harsmatrixcomposieten, keramische matrixcomposieten en metaalmatrixcomposieten. Door koolstofvezel te gebruiken om de metaalmatrix te versterken, kan het de mechanische eigenschappen van het composietmateriaal verbeteren, maar ook het voordeel van een laag gewicht behouden, zodat het een breed scala aan toepassingsmogelijkheden in de lucht- en ruimtevaart- en auto-industrie heeft.
Momenteel is er een algemeen probleem van slechte bevochtigbaarheid tussen koolstofvezel en metaalmatrix. Bij koolstofvezelversterkte aluminiummatrixcomposieten is aluminiumsmelt bijvoorbeeld moeilijk volledig in de koolstofvezelkabel te infiltreren, zodat deze slecht aan het grensvlak hecht. met de matrix, en de koolstofvezels kunnen geen versterkend effect spelen, wat de uitbreiding van het veld van met koolstofvezel versterkte metaalmatrixcomposieten beperkt.
De galvaniseermethode kan met hoge snelheid een metaallaag op het oppervlak van koolstofvezel afzetten, vergeleken met T300 / T700 standaard modulus koolstofvezel, T800 / T1000 medium modulus koolstofvezel, hoge modulus koolstofvezel met koolstofgehalte van meer dan 99%, de geleidbaarheid is uiteraard beter, en het is bevorderlijker voor de metaalafzetting bij galvaniseren.
2Technische kenmerken
Het Ningbo Institute of Materials and Carbon Fiber-team beschikt over een complete set apparatuur voor continue elektrodepositie op het oppervlak, met onafhankelijk onderzoek en ontwikkeling van koolstofvezel met hoge modulus als grondstof, en ontwikkelde een online metaalplatingstechnologie voor koolstofvezeloppervlakken.
Nadat de elektrochemische galvaniseringsbehandeling gelijkmatig kan worden aangebracht op het oppervlak van de vezel, kan nikkel, koper, aluminium en andere verschillende soorten metaalplating worden geregeld. tegelijkertijd zijn de mechanische eigenschappen van de behandelde koolstofvezel vrijwel geen verlies en wordt de geleidbaarheid aanzienlijk verbeterd. Er is getest dat de weerstand van gemetalliseerde koolstofvezels slechts 2 ohm per meter bedraagt; deze technologie is toepasbaar op de metallisatie van 1-24K-koolstofvezels.
Potentiële toepassingen: Gemetalliseerde koolstofvezel kan voldoen aan de behoeften van lucht- en ruimtevaartvelden zoals antennes, sensoren, elektromagnetische afscherming, energievelden zoals hogesnelheidsmotorrotoren, elektrische verwarmingsmaterialen en medische draden.
3 Kernoctrooien en samenwerkingsmethoden
1), Uitvindingsoctrooi CN114775274A Een methode en apparaat voor continue oppervlaktemetallisatie van koolstofvezel (geautoriseerd)
Patentuitvinders: Qian Xin, Ma Hongbo, Jin Lu, Zhang Yonggang, Wang Xuefei, Zhong Junjun, Zhi Jianhai
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het technische gebied van de oppervlaktebehandeling van koolstofvezels en openbaart een werkwijze en inrichting voor de continue metallisatie van het oppervlak van koolstofvezels, waarmee de continue voorbereiding van de metallisatie van het koolstofvezeloppervlak kan worden gerealiseerd, met eenvoudige apparatuur en een korte behandelingscyclus.
2), Octrooi van de uitvinding CN112861337B Een methode voor het voorspellen van de oppervlaktetemperatuur van koolstofvezel na verwarming door een haarlijn van koolstofvezel (geautoriseerd)
Patentuitvinder: Su Hongming, Zhang Yonggang, Yu Shuixin, Wo Junkang, artikel appel
De onderhavige uitvinding beschrijft een werkwijze voor het voorspellen van de oppervlaktetemperatuur van een haarlijn van koolstofvezel na verwarming, waarbij gebruik wordt gemaakt van een wiskundige modelmethode om de oppervlaktetemperatuur van de haarlijn van koolstofvezel na verwarming te voorspellen, en deze methode wordt gebruikt om de haarlijnverbindingen van koolstofvezel te verminderen en te verbeteren. de lengte van de haarlijn van koolstofvezel om de effecten van een eenvoudige constructie, verbeterde veiligheid en esthetiek en lagere kosten en gewicht te bereiken.