科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

碳纤维由于具有高强、高模、耐腐蚀、低密度、高导电系数等优异性能，加之生产成 本大幅下降，已被广泛的应用于航空航天，大功率风力发电机械，汽车工业，体育用品，海洋 耐腐蚀材料等军事或民事领域，特别是高性能碳纤维，是国防工业中不可或缺的战略性材 料。

在研发和生产的过程中都需要对碳纤维的力学性能进行检测，碳纤维力学性能测 试的内容主要包括：拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂、伸长率、体密度、线密度等。拉伸性能是 评价碳纤维性能的重要力学性能指标，也是目前碳纤维生产厂家和应用单位最为常见的材 料性能考核指标。碳纤维复丝的拉伸方法在国标GBT3362‑2017进行了一定的规范，国标中 规定每束纤维需制样条10根，要求浸胶后的纤维在挂丝架上“拉直绷紧”，但没有张力及制 样装置的明确介绍。

需解决的主要技术难题

在研发和生产的过程中都需要对碳纤维的力学性能进行检测，碳纤维力学性能测 试的内容主要包括：拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂、伸长率、体密度、线密度等。拉伸性能是 评价碳纤维性能的重要力学性能指标，也是目前碳纤维生产厂家和应用单位最为常见的材 料性能考核指标。碳纤维复丝的拉伸方法在国标GBT3362‑2017进行了一定的规范，国标中 规定每束纤维需制样条10根，要求浸胶后的纤维在挂丝架上“拉直绷紧”，但没有张力及制 样装置的明确介绍。

期望实现的主要技术目标

设计一种平板绕纱架及收绕装置，能够防止 缠绕在平板绕纱架上的纱线在浸胶过程中张力变小，从而影响碳纤维测试结果准确性。

需求解析

解析单位：“科创中国”NQI先进碳材料产业科技服务团（中国检验检测学会） 解析时间：2023-11-30

王婷

中国检验检测学会

实验师

综合评价

在研发和生产的过程中都需要对碳纤维的力学性能进行检测，碳纤维力学性能测 试的内容主要包括：拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂、伸长率、体密度、线密度等。拉伸性能是 评价碳纤维性能的重要力学性能指标，也是目前碳纤维生产厂家和应用单位最为常见的材 料性能考核指标。碳纤维复丝的拉伸方法在国标GBT3362‑2017进行了一定的规范，国标中 规定每束纤维需制样条10根，要求浸胶后的纤维在挂丝架上“拉直绷紧”，但没有张力及制 样装置的明确介绍。该需求清晰，便于专家进行需求跟进。该需求目前不需要跨行业专家共同解决，由企业自主研发。并提供出相应的技术对接方案框架和技术解决路径。总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。

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解析单位：江苏省常州市 解析时间：2023-11-28

刘春林

常州大学

教授

综合评价

通过设置两个对称的U型框架构成平板式收纱架，通过U型框架来对碳纤维丝束进行收绕，在收绕过程中，通过夹紧机构来对U型框架进行位置固定，保证碳纤维丝束的收绕过程，在收绕完成后，将夹紧机构拆卸掉，采用弹力张紧机构来使两个U型框架相互远离，从而给收绕在U型框架上的碳纤维丝束施加一定的张紧力，防止碳纤维丝束在浸胶过程中，发生松弛，具备实用性。

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处理进度