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。在实际操作过程中，为了实现浸胶后纤维的“拉直绷紧”，碳纤维各生产 厂家所用的制样装置也各有特点，比如针对大规模测试所用的钢框架，先将纤维缠绕在钢 架上再进行浸胶，此方法无法保证纤维浸胶期间及浸胶后的张力，还有厂家使用带弹簧的 架子，一束纤维往复10次，但缠绕架子时的张力仍是受到人为因素的影响，导致样条间张力 不均。面对用户对于碳纤维复丝性能及稳定性的要求日益严苛，确保碳纤维复丝拉伸样条 制样过程中的恒张力显得至关重要。

需解决的主要技术难题

因碳纤维各生产 厂家所用的制样装置的不同导致，碳纤维复丝拉伸样条 制样过程的张力各有不同

期望实现的主要技术目标

提供一种碳纤维复丝测试样条的制备装置及制备 工艺，确保碳纤维复丝拉伸样条 制样过程中的恒张力为固定值。

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

该项目技术需求主要为：现有制样方法的不便操作和稳定性差的问题，因碳纤维各生产 厂家所用的制样装置的不同导致，碳纤维复丝拉伸样条 制样过程的张力各有不同 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，由该研究院自主研发。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：2023-11-29

刘春林

常州大学

教授

综合评价

采用本方法规范了加强片粘贴过程，一方面能够有效的规避试样测试过程样条的滑脱等无效行为，提高了样条的有效断裂率；另一方面能够保障样条与两端加强片的垂直，提高了测试数据的稳定性和准确性。为了增加复丝拉伸性能测试结果的可靠性，本发明简化操作步骤，优化了加强片贴制过程，提高了测试过程时样条的有效断裂率。

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处理进度