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碳纤维及其复合材料性能评价技术

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-08-29 16:39:58

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”智能技术体系化应用专业科技服务团| 郑立刚 | 2023-11-25 18:15:49
先进复合材料,尤其是碳纤维增强树脂基复合材料具有质轻高强、抗疲劳、耐腐蚀、制造工艺灵活、可设计性强、易于实现结构/功能一体化等优异特点,在轻质化、小型化、多功能等方面发挥着越来越重要的作用,在航空航天、工业、绿色能源、文体休闲用品等领域的应用规模呈明显递增趋势。然而,碳纤维复合材料如何应用、其应用能否获得显著效益,对其性能进行全面、科学的测试评价至关重要。另一方面,我国是碳纤维的研发和生产大国,已建和在建的碳纤维产能已达到世界碳纤维总产能的水平,但是其碳纤维性能水平和下游产品的开发明显落后于国外,其中碳纤维及其复合材料性能评价技术的落后是阻碍我国碳纤维应用和发展的重要原因。
在国家重大研究项目支持下,北航先进复合材料研究团队建立了一整套碳纤维及其复合材料性能评价系统,可实现纤维、树脂、界面、复合材料等从微观到宏观性能的测试分析与评价,包括物理化学特性测试、微结构分析、工艺特性分析、力学性能测试等,该系统已用于航空航天飞行器、大型风电叶片、新能源汽车等领域,为碳纤维复合材料在相关产品上应用效益的评价、新材料体系的应用和开发提供了重要依据。

纤维增强复合材料是由增强纤维材料,如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等,与基体材料经过层压、模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。这系列材料具有质轻、高强度、耐化性好、多样化的结构设计、介电常数和介电损耗的可调性(透波性+屏蔽性+天线设计)等特点,在消费电子领域有广泛的应用前景。作为我国关键战略材料的重要组成,高性能纤维及其复合材料是保障国家重大战略实施和高端装备发展的物质基础,也是驱动新材料产业发展的主要力量。纤维增强复合材料性能评价技术水平直接影响新材料体系的应用和开发水平,为新材料体系的研究指明方向,应用前景较好。

北京航空航天大学(简称北航)成立于1952年,由当时的清华大学、北洋大学、厦门大学、四川大学等八所院校的航空系合并组建,是新中国第一所航空航天高等学府,现隶属于工业和信息化部。学校分为学院路校区和沙河校区,占地3000亩,总建筑面积150余万平方米。北航是首批进入“211工程”,2001年进入“985工程”,2013年入选首批“2011计划”国家协同创新中心。经过七十年的建设与发展,学校基本形成了研究型大学的核心竞争力,内在凝聚力和国内外影响力得到显著提升,跻身国内高水平大学的第一方阵。

新材料产业是国家战略性新兴产业的重要组成,对实现我国创新驱动发展具有重要的支撑作用。高性能纤维及其复合材料是引领新材料技术与产业变革的排头兵,广泛应用于航空航天、轨道交通、舰船车辆、新能源、健康产业和基础设施建设等重要领域,集军事价值与经济价值于一身,是各国军事发展与经济竞争的焦点之一。我国是碳纤维的研发和生产大国,但是其碳纤维性能水平和下游产品的开发明显落后于国外,其中碳纤维及其复合材料性能评价技术的落后是阻碍我国碳纤维应用和发展的重要原因,建立了一整套碳纤维及其复合材料性能评价系统,为碳纤维复合材料在相关产品上应用效益的评价、新材料体系的应用和开发提供了重要依据,有助于推动碳纤维产业水平。

本成果可支持技术转让,技术合作,技术咨询、投资入股等多种合作方式。