Instituto de Materiales de Ningbo, Academia de Ciencias de China, equipo de fibra de carbono de alto rendimiento y sus compuestos (anteriormente conocido como Instituto de Materiales de Ningbo, Academia de Ciencias de China, División de Fibras Especiales, en lo sucesivo denominado "Instituto de Materiales de Ningbo, Equipo de Fibra de Carbono ") se estableció en 2008, centrándose en la localización de fibra de carbono de alto rendimiento de investigación y desarrollo tecnológico, después de más de 10 años de desarrollo, el equipo depende del Laboratorio Nacional de Ingeniería de la Comisión de Desarrollo y Reforma, las pruebas y caracterización de fibra de carbono plataforma de la Comisión de Desarrollo y Reforma, el Laboratorio Provincial de Ingeniería de Zhejiang y otras plataformas para formar un sistema técnico con derechos de propiedad intelectual totalmente independientes de tres campos principales. Después de más de diez años de desarrollo, el equipo ha formado tres sistemas técnicos principales con derechos de propiedad intelectual completamente independientes. derechos de propiedad intelectual, basándose en el Laboratorio Nacional de Ingeniería de la Comisión de Desarrollo y Reforma (NDRC), la Plataforma de Caracterización y Pruebas de Fibra de Carbono de la NDRC y el Laboratorio de Ingeniería de la Provincia de Zhejiang:
Tecnología de preparación de fibra de carbono de alto rendimiento: el equipo cuenta con el Laboratorio Nacional de Ingeniería de Tecnología de Preparación de Fibra de Carbono de la NDRC, el Laboratorio Provincial de Ingeniería de Tecnología de Industrialización de Fibra de Carbono de Alto Rendimiento de Zhejiang (Centro de Investigación) y otras plataformas, y ha logrado avances en la preparación clave. tecnologías de fibras de carbono de módulo medio y de alta resistencia de grado T800- y T1000- de producción nacional, y tecnologías clave de preparación de fibras de carbono de alta resistencia y de alta resistencia M40J, M50J, M55J, M60J y M65J de producción nacional. Fibras de carbono de alto módulo. Tecnología de preparación clave de fibra de carbono de alta resistencia y modo alto de grado M40J, M50J, M55J, M60J, M65J, así como la tecnología clave de la nueva generación de fibras de carbono de alta resistencia, modo alto y alta extensión de M30X, Tipo M40X, M50X, M55X.
Tecnología de caracterización y prueba de fibras de alto rendimiento: el equipo posee la plataforma de caracterización y prueba de fibras de carbono de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma y la "Plataforma de pruebas de caracterización y preparación de fibras de alto rendimiento (Ningbo)" de la Asociación de la Industria de Fibras Químicas de China. , etc. El equipo ha establecido y mejorado un sistema de prueba profesional para pruebas de fibra de carbono de alto rendimiento y ha desarrollado las siguientes tecnologías: fibras de carburo de silicio, fibras de aramida, fibras de poliimida, fibras de vidrio, fibras de basalto y fibras de policarbonato. Hemos desarrollado una variedad de métodos de prueba de fibras que cubren fibras de carburo de silicio, fibras de aramida, fibras de poliimida, fibras de vidrio, fibras de basalto y otros métodos de prueba de fibras, brindando servicios de prueba y caracterización para docenas de empresas, instituciones y colegios y universidades de investigación científica nacionales.
Proceso de preimpregnado de fibra y tecnología de procesamiento: el equipo cuenta con una plataforma de producción y proceso de preimpregnado de fibra profesional de alto rendimiento, que puede llevar a cabo varios tipos de servicios de producción y evaluación de procesos de preimpregnado de fibra de carbono, según la demanda de preimpregnados ultrafinos de alta gama. En diferentes campos, en enero de 2024, la plataforma desarrolló con éxito dos modelos de fibras de carbono de alto módulo CNI QM40 (grado M40J) y CNI QM55 (grado M55J). Preimpregnados ultrafinos, formando capacidad de producción por lotes, además de brindar servicios como diseño estructural, análisis y procesamiento de diversos materiales compuestos.
Además de las tecnologías anteriores, el equipo de fibra de carbono de NIMR también ha desarrollado una serie de productos técnicos como fibras de carbono de base acrílica de bajo costo, fibras de carbono metalizadas, agentes de apresto termoplásticos resistentes a altas temperaturas y agentes lubrificantes de seda cruda. con el fin de satisfacer las necesidades de los clientes. Este número presenta la tecnología de fibra de carbono recubierta de metal.
1Antecedentes tecnológicos
Debido a sus excelentes propiedades, como alta resistencia, alto módulo y resistencia a la corrosión, la fibra de carbono a base de PAN se usa ampliamente en compuestos de matriz de resina, compuestos de matriz cerámica y compuestos de matriz metálica. El uso de fibra de carbono para reforzar la matriz metálica puede mejorar las propiedades mecánicas del material compuesto, pero también mantener la ventaja de su peso ligero, por lo que tiene una amplia gama de perspectivas de aplicación en las industrias aeroespacial y automotriz.
En la actualidad, existe un problema general de escasa humectabilidad entre la fibra de carbono y la matriz metálica; por ejemplo, en los compuestos de matriz de aluminio reforzados con fibra de carbono, es difícil que el aluminio fundido se infiltre completamente en el cable de fibra de carbono, por lo que está mal adherido a la interfaz. con la matriz, y las fibras de carbono no pueden desempeñar un efecto de refuerzo, lo que restringe la expansión del campo de los compuestos de matriz metálica reforzada con fibra de carbono.
El método de galvanoplastia puede depositar una capa de metal en la superficie de la fibra de carbono a alta velocidad, en comparación con la fibra de carbono de módulo estándar T300/T700, la fibra de carbono de módulo medio T800/T1000, la fibra de carbono de módulo alto con un contenido de carbono de más del 99%, la conductividad es Obviamente mejor y favorece más la deposición de metal en la galvanoplastia.
2Características técnicas
El equipo del Instituto de Materiales y Fibra de Carbono de Ningbo tiene un conjunto completo de equipos de electrodoposición de superficie continua, con investigación y desarrollo independientes de fibra de carbono de alto módulo como materia prima, desarrolló una tecnología de revestimiento de metal en línea de superficie de fibra de carbono.
Después de que el tratamiento de revestimiento electroquímico se pueda introducir uniformemente en la superficie de la fibra de níquel, cobre, aluminio y otros tipos diferentes de revestimiento metálico, se puede controlar el espesor del revestimiento; al mismo tiempo, las propiedades mecánicas de la fibra de carbono tratada casi no se pierden y la conductividad mejora considerablemente. Se ha probado que la resistencia de las fibras de carbono metalizadas es tan baja como 2 ohmios por metro; Esta tecnología es aplicable a la metalización de fibras de carbono 1-24K tow.
Aplicaciones potenciales: la fibra de carbono metalizada puede satisfacer las necesidades de campos aeroespaciales como antenas, sensores, blindaje electromagnético, campos de energía como rotores de motores de alta velocidad, materiales de calefacción eléctrica y cables médicos.
3 patentes principales y métodos de cooperación
1), Patente de invención CN114775274A Un método y dispositivo para la metalización superficial continua de fibra de carbono (Autorizado)
Inventores de patentes: Qian Xin, Ma Hongbo, Jin Lu, Zhang Yonggang, Wang Xuefei, Zhong Junjun, Zhi Jianhai
La presente invención se refiere al campo técnico del tratamiento de superficies de fibra de carbono y describe un método y dispositivo para la metalización superficial continua de fibra de carbono, que puede realizar la preparación continua de la metalización superficial de fibra de carbono, con un equipo simple y un ciclo de tratamiento corto.
2), Patente de invención CN112861337B Un método para predecir la temperatura de la superficie de la fibra de carbono después del calentamiento mediante una línea capilar de fibra de carbono (Autorizado)
Inventor de la patente: Su Hongming, Zhang Yonggang, Yu Shuixin, Wo Junkang, artículo Apple
La presente invención describe un método para predecir la temperatura superficial de una línea capilar de fibra de carbono después del calentamiento, usando un método de modelo matemático para predecir la temperatura superficial de la línea capilar de fibra de carbono después del calentamiento, y usando este método para reducir las uniones de la línea capilar de fibra de carbono y mejorar la longitud de la línea del cabello de fibra de carbono para lograr los efectos de una construcción simple, mayor seguridad y estética, y reducción de costos y peso.