Institut za materijale Ningbo, Kineska akademija znanosti, tim za ugljična vlakna visokih performansi i njegove kompozite (ranije poznat kao Institut za materijale Ningbo, Kineska akademija znanosti, Odjel za specijalna vlakna, u daljnjem tekstu "Ningbo institut za materijale, tim za ugljična vlakna) ") osnovan je 2008., usredotočujući se na visokoučinkovitu lokalizaciju karbonskih vlakana tehnološkog istraživanja i razvoja, nakon više od 10 godina razvoja, tim koji se oslanja na Nacionalni inženjerski laboratorij Komisije za razvoj i reformu, ispitivanje i karakterizaciju karbonskih vlakana platforme Povjerenstva za razvoj i reformu, Inženjerskog laboratorija pokrajine Zhejiang i drugih platformi za formiranje tehničkog sustava s potpuno neovisnim pravima intelektualnog vlasništva za tri glavna polja Nakon više od deset godina razvoja, tim je formirao tri glavna tehnička sustava s potpuno neovisnim prava intelektualnog vlasništva, oslanjajući se na Nacionalni inženjerski laboratorij Komisije za razvoj i reformu (NDRC), Platformu za testiranje i karakterizaciju karbonskih vlakana NDRC-a i Inženjerski laboratorij provincije Zhejiang:
Tehnologija pripreme ugljičnih vlakana visokih performansi: tim ima Nacionalni inženjerski laboratorij za tehnologiju pripreme ugljičnih vlakana NDRC-a, Inženjerski laboratorij provincije Zhejiang za tehnologiju industrijalizacije ugljičnih vlakana visokih performansi (Istraživački centar) i druge platforme i napravio je napredak u ključnoj pripremi tehnologije domaćih proizvedenih ugljičnih vlakana T800-grade i T1000-grade visoke čvrstoće i srednjeg modula te ključne tehnologije pripreme domaće proizvedenih M40J, M50J, M55J, M60J i M65J visoke čvrstoće i ugljična vlakna visokog modula. Ključna tehnologija pripreme M40J, M50J, M55J, M60J, M65J razreda ugljičnih vlakana visoke čvrstoće i visokog moda, kao i ključna tehnologija nove generacije ugljičnih vlakana visoke čvrstoće, visokog moda i visokog istezanja M30X, Tip M40X, M50X, M55X.
Tehnologija testiranja i karakterizacije vlakana visokih performansi: tim posjeduje platformu za testiranje i karakterizaciju karbonskih vlakana Nacionalne komisije za razvoj i reformu i "Platformu za pripremu i karakterizaciju vlakana visokih performansi (Ningbo) Platforma" Kineskog udruženja industrije kemijskih vlakana , itd. Tim je uspostavio i poboljšao profesionalni sustav testiranja za ispitivanje karbonskih vlakana visokih performansi i razvio sljedeće tehnologije: vlakna silicij-karbida, aramidna vlakna, poliimidna vlakna, staklena vlakna, bazaltna vlakna i polikarbonatna vlakna. Razvili smo razne metode ispitivanja vlakana koje pokrivaju vlakna silicij-karbida, aramidna vlakna, poliimidna vlakna, staklena vlakna, bazaltna vlakna i druge metode ispitivanja vlakana, pružajući usluge ispitivanja i karakterizacije za desetke domaćih poduzeća, institucija i znanstveno-istraživačkih fakulteta i sveučilišta.
Proces preprega vlakana i tehnologija obrade: tim ima profesionalnu platformu za proces preprega vlakana visokih performansi i proizvodnu platformu, koja može izvršiti različite vrste procesa ocjenjivanja procesa preprega ugljičnih vlakana i usluge proizvodnje, na temelju potražnje za vrhunskim ultra-tankim prepregovima u različitim poljima, u siječnju 2024. platforma je uspješno razvila dva modela CNI QM40 (razred M40J) i CNI QM55 (razred M55J) visokomodulnih karbonskih vlakana. Ultra-tanki preprezi, koji tvore kapacitet serijske proizvodnje, uz pružanje usluga kao što su konstrukcijski dizajn, analiza i obrada raznih kompozitnih materijala.
Uz gore navedene tehnologije, tim za ugljična vlakna NIMR-a također je razvio niz tehničkih proizvoda kao što su jeftina ugljična vlakna na bazi akrila, metalizirana ugljična vlakna, termoplastična sredstva za dimenzioniranje otporna na visoke temperature i sredstva za podmazivanje sirove svile kako bi zadovoljili potrebe kupaca. Ovo izdanje predstavlja tehnologiju metalnih karbonskih vlakana.
1 Tehnološka pozadina
Zbog svojih izvrsnih svojstava kao što su visoka čvrstoća, visoki modul i otpornost na koroziju, karbonska vlakna na bazi PAN-a naširoko se koriste u kompozitima s matricom smole, kompozitima s keramičkom matricom i kompozitima s metalnom matricom. Korištenjem ugljičnih vlakana za pojačanje metalne matrice, mogu se poboljšati mehanička svojstva kompozitnog materijala, ali i zadržati prednost male težine, tako da ima širok raspon izgleda za primjenu u zrakoplovnoj i automobilskoj industriji.
Trenutačno postoji opći problem slabe močivosti između ugljičnih vlakana i metalne matrice, na primjer, u kompozitima aluminijske matrice ojačane ugljičnim vlaknima, aluminij se teško u potpunosti infiltrira u vlakno ugljičnih vlakana, tako da je slabo vezana za međusklop s matricom, a ugljična vlakna ne mogu imati učinak pojačanja, što ograničava širenje polja kompozita s metalnom matricom ojačanih ugljičnim vlaknima.
Metoda galvanizacije može nanijeti metalni sloj na površinu ugljičnih vlakana velikom brzinom, u usporedbi s T300/T700 ugljičnim vlaknima standardnog modula, T800/T1000 ugljičnim vlaknima srednjeg modula, ugljičnim vlaknima visokog modula s udjelom ugljika većim od 99%, vodljivost je očito bolji, i pogodniji je za taloženje metala u galvanizaciji.
2Tehničke karakteristike
Tim Ningbo instituta za materijale i ugljična vlakna ima kompletan set opreme za kontinuirano površinsko elektrotaloženje, s neovisnim istraživanjem i razvojem visokomodulnih ugljičnih vlakana kao sirovine, razvio je online tehnologiju metaliziranja površine ugljičnih vlakana.
Nakon što se elektrokemijska obrada može ravnomjerno nanijeti na površinu vlakana od nikla, bakra, aluminija i drugih različitih vrsta metalnih obloga, debljina ploče se može kontrolirati; u isto vrijeme, mehanička svojstva tretiranih karbonskih vlakana gotovo bez gubitka, a vodljivost je znatno poboljšana. Otpor metaliziranih ugljičnih vlakana testiran je na samo 2 ohma po metru; ova je tehnologija primjenjiva na metalizaciju 1-24K karbonskih vlakana.
Potencijalne primjene: Metalizirana ugljična vlakna mogu zadovoljiti potrebe zrakoplovnih polja kao što su antene, senzori, elektromagnetska zaštita, energetska polja kao što su rotori motora velike brzine, električni grijaći materijali i medicinske žice.
3 temeljna patenta i metode suradnje
1), Patent izuma CN114775274A Metoda i uređaj za kontinuiranu površinsku metalizaciju karbonskih vlakana (Odobreno)
Izumitelji patenata: Qian Xin, Ma Hongbo, Jin Lu, Zhang Yonggang, Wang Xuefei, Zhong Junjun, Zhi Jianhai
Predmetni izum odnosi se na tehničko područje obrade površine ugljičnih vlakana i otkriva metodu i uređaj za kontinuiranu površinsku metalizaciju ugljičnih vlakana, koji može ostvariti kontinuiranu pripremu površinske metalizacije ugljičnih vlakana, s jednostavnom opremom i kratkim ciklusom obrade.
2), Patent izuma CN112861337B Metoda predviđanja površinske temperature ugljičnih vlakana nakon zagrijavanja linijom kose od ugljičnih vlakana (odobreno)
Izumitelj patenta: Su Hongming, Zhang Yonggang, Yu Shuixin, Wo Junkang, članak jabuka
Predmetni izum otkriva metodu za predviđanje površinske temperature dlake od ugljičnih vlakana nakon zagrijavanja, koristeći metodu matematičkog modela za predviđanje površinske temperature dlake od ugljičnih vlakana nakon zagrijavanja, i koristeći ovu metodu za smanjenje spojeva od ugljičnih vlakana i poboljšanje duljina linije karbonskih vlakana za postizanje učinaka jednostavne konstrukcije, poboljšane sigurnosti i estetike te smanjene cijene i težine.