碳纤维增强树脂基复合材料的应用及展望
2020-01-13于海宁高长星王艳华
合成纤维工业 2020年1期
于海宁,高长星,王艳华
(威海光威复合材料股份有限公司,山东 威海 264200)
碳纤维称之为“21世纪新材料之王”[1],是国防建设不可或缺的战略材料,作为武器装备的基础性原材料,已成为国家“十三五”战略性新兴产业的发展重点。开展碳纤维材料的应用研究对于提高我国的综合国力,实现材料强国的战略方针,具有划时代的意义[2]。
碳纤维是一种含碳质量分数在95%以上的的特种纤维,具有高强质轻,耐疲劳、耐腐蚀,导电导热、电磁屏蔽性等优异性能,外形柔软,可加工成各种织物[3]。按照加工原料的不同,碳纤维可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维等。市场90%以上的碳纤维都是以聚丙烯腈纤维为原材料,在高温惰性的气体环境中,经过氧化、碳化等工艺制成的无机高分子纤维[4]。同英国、美国、日本等发达国家相比,我国的碳纤维研发起步较晚,但在国家政策的引导下,已进入到快速发展阶段,诞生了以威海光威复合材料股份有限公司、中复神鹰碳纤维有限公司、江苏恒神股份有限公司为代表的骨干企业。目前,国产的T300,T700,T800,M40J级别的碳纤维性能及表观质量已达到日本东丽公司同级别产品的性能水平,且部分产品已应用到国防军工领域;T1000级别碳纤维已取得突破性进展,百吨级生产线可实现投产;M55J级别高强高模的制备技术已取得重大突破,部分企业正在开展工程化的技术攻关及后续生产的稳定性研究。
碳纤维增强复合材料是以碳纤维为增强体,以树脂基、陶瓷基、金属基等为基体制成的功能性材料,其中碳纤维增强树脂基复合材料的应用较为广泛[5]。……
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