닝보재료연구소, 중국과학원, 고성능 탄소섬유 및 그 복합재료팀(구 닝보재료연구소, 중국과학원, 특수섬유부문, 이하 "닝보재료연구소, 탄소섬유팀) ")는 2008년에 설립되어 고성능 탄소섬유 국산화 기술 연구개발에 주력해 10년 이상의 개발 끝에 개발개혁위원회 국립공정연구소에 의뢰해 탄소섬유 시험 및 특성화를 담당하는 팀이다. 개발 개혁 위원회, 절강성 공정 연구소 및 기타 플랫폼의 플랫폼을 통해 세 가지 주요 분야의 완전히 독립적인 지적 재산권을 갖춘 기술 시스템을 형성했습니다. 10년 이상의 개발 끝에 팀은 완전히 독립적인 세 가지 주요 기술 시스템을 형성했습니다. NDRC(National Engineering Laboratory of Development and Reform Commission), NDRC의 탄소 섬유 테스트 및 특성화 플랫폼 및 절강성 엔지니어링 연구소를 기반으로 하는 지적 재산권:
고성능 탄소 섬유 준비 기술: 팀은 NDRC의 국가 탄소 섬유 준비 기술 공학 연구소, 절강성 고성능 탄소 섬유 산업화 기술 공학 연구소(연구 센터) 및 기타 플랫폼을 보유하고 있으며 핵심 준비에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 국산 T800-등급 및 T1000-등급 고강도 및 중탄성 탄소섬유의 국산 기술 및 국산 M40J, M50J, M55J, M60J, M65J 고강도 및 중탄성 탄소섬유의 핵심 제조기술 고탄성 탄소 섬유. M40J, M50J, M55J, M60J, M65J 등급 고강도 및 하이 모드 탄소 섬유의 핵심 준비 기술과 M30X의 차세대 고강도, 하이 모드 및 고신장 탄소 섬유의 핵심 기술, M40X, M50X, M55X 유형.
고성능 섬유 테스트 및 특성화 기술: 팀은 국가 발전 개혁 위원회의 탄소 섬유 테스트 및 특성화 플랫폼과 중국 화학 섬유 산업 협회의 "고성능 섬유 준비 및 특성화 테스트(닝보) 플랫폼"을 소유하고 있습니다. 팀은 고성능 탄소 섬유 테스트를 위한 전문 테스트 시스템을 구축 및 개선했으며 실리콘 카바이드 섬유, 아라미드 섬유, 폴리이미드 섬유, 유리 섬유, 현무암 섬유 및 폴리카보네이트 섬유와 같은 기술을 개발했습니다. 우리는 탄화규소 섬유, 아라미드 섬유, 폴리이미드 섬유, 유리 섬유, 현무암 섬유 및 기타 섬유 테스트 방법을 포괄하는 다양한 섬유 테스트 방법을 개발하여 수십 개의 국내 기업, 기관 및 과학 연구 대학에 테스트 및 특성화 서비스를 제공했습니다.
섬유 프리프레그 공정 및 가공 기술: 팀은 고급 초박형 프리프레그에 대한 수요를 기반으로 다양한 유형의 탄소 섬유 프리프레그 공정 평가 및 생산 서비스를 수행할 수 있는 전문적인 고성능 섬유 프리프레그 공정 및 생산 플랫폼을 보유하고 있습니다. 다양한 분야에서 2024년 1월 플랫폼은 CNI QM40(M40J 등급)과 CNI QM55(M55J 등급) 고탄성 탄소 섬유의 두 가지 모델을 성공적으로 개발했습니다. 초박형 프리프레그로 일괄 생산 능력을 형성하고, 다양한 복합재료의 구조 설계, 분석, 가공 등의 서비스를 제공합니다.
위의 기술 외에도 NIMR 탄소섬유팀은 저가형 아크릴계 탄소섬유, 금속화 탄소섬유, 내열성 열가소성 사이징제, 생사유제 등 일련의 기술 제품을 개발했다. 고객의 요구를 충족시키기 위해. 이번 호에서는 금속도금 탄소섬유 기술을 소개합니다.
1기술 배경
고강도, 고탄성률 및 내식성과 같은 우수한 특성으로 인해 PAN 기반 탄소 섬유는 수지 매트릭스 복합재, 세라믹 매트릭스 복합재 및 금속 매트릭스 복합재에 널리 사용됩니다. 탄소섬유를 사용하여 금속 매트릭스를 강화함으로써 복합재료의 기계적 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 경량이라는 장점도 유지하므로 항공우주 및 자동차 산업에 폭넓게 적용할 수 있는 전망을 가지고 있습니다.
현재 탄소 섬유와 금속 매트릭스 사이의 젖음성이 좋지 않다는 일반적인 문제가 있습니다. 예를 들어 탄소 섬유 강화 알루미늄 매트릭스 복합재의 경우 알루미늄 용융물이 탄소 섬유 토우에 완전히 침투하기 어렵기 때문에 계면에 잘 접착되지 않습니다. 매트릭스와 함께 탄소 섬유는 강화 효과를 발휘할 수 없으며 이는 탄소 섬유 강화 금속 매트릭스 복합재 분야의 확장을 제한합니다.
전기 도금 방법은 T300/T700 표준 계수 탄소 섬유, T800/T1000 중간 계수 탄소 섬유, 탄소 함량이 99% 이상인 고 계수 탄소 섬유와 비교하여 탄소 섬유 표면에 고속으로 금속 층을 증착할 수 있으며 전도성은 다음과 같습니다. 분명히 더 좋고, 전기도금에서 금속 증착에 더 도움이 됩니다.
2기술적 특징
닝보 재료 및 탄소 섬유 팀은 완전한 연속 표면 전착 장비 세트를 보유하고 있으며 고탄성 탄소 섬유를 원료로 독립적으로 연구 개발하여 탄소 섬유 표면 온라인 금속 도금 기술을 개발했습니다.
섬유 니켈, 구리, 알루미늄 및 기타 다양한 유형의 금속 도금 표면에 전기 화학적 도금 처리를 균일하게 도입한 후 도금 두께를 제어할 수 있습니다. 동시에 처리된 탄소섬유의 기계적 성질은 거의 손실되지 않으며 전도성이 크게 향상됩니다. 금속화된 탄소 섬유의 저항은 미터당 2Ω 정도로 낮은 것으로 테스트되었습니다. 이 기술은 1-24K 토우 탄소섬유의 금속화에 적용 가능합니다.
잠재적 응용 분야: 금속화 탄소 섬유는 안테나, 센서, 전자파 차폐와 같은 항공우주 분야, 고속 모터 로터와 같은 에너지 분야, 전기 가열 재료 및 의료용 와이어의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
3가지 핵심특허 및 협력방식
1) 발명특허 CN114775274A 탄소섬유의 연속적인 표면 금속화 방법 및 장치(인정)
특허 발명자: Qian Xin, Ma Hongbo, Jin Lu, Zhang Yonggang, Wang Xuefei, Zhong Junjun, Zhi Jianhai
본 발명은 탄소섬유 표면처리 기술분야에 관한 것으로서, 간단한 장비와 짧은 처리주기로 연속적인 탄소섬유 표면 금속화 제조를 실현할 수 있는 탄소섬유 연속 표면 금속화 방법 및 장치를 개시한다.
2) 발명특허 CN112861337B 탄소섬유 헤어라인에 의한 가열 후 탄소섬유의 표면온도 예측방법(인정)
특허 발명자: Su Hongming, Zhang Yonggang, Yu Shuixin, Wo Junkang, 기사 사과
본 발명은 가열 후 탄소섬유 헤어라인의 표면온도를 예측하는 방법을 개시하는데, 수학적 모델법을 이용하여 가열 후 탄소섬유 헤어라인의 표면온도를 예측하고, 이 방법을 이용하여 탄소섬유 헤어라인 접합부를 감소시키고 강화시키는 방법을 개시한다. 탄소섬유 헤어라인의 길이를 줄여 구조가 간단하고 안전성과 심미성을 향상시키며 비용과 무게를 줄이는 효과를 얻을 수 있습니다.