Institut des matériaux de Ningbo, Académie chinoise des sciences, fibre de carbone haute performance et son équipe composites (anciennement connue sous le nom d'Institut des matériaux de Ningbo, Académie chinoise des sciences, Division des fibres spécialisées, ci-après dénommée « Institut des matériaux de Ningbo, équipe fibre de carbone ") a été créée en 2008, en se concentrant sur la localisation haute performance des fibres de carbone de la recherche et du développement technologique, après plus de 10 ans de développement, l'équipe s'appuyant sur le Laboratoire national d'ingénierie de la Commission de développement et de réforme, les tests et la caractérisation des fibres de carbone plate-forme de la Commission de développement et de réforme, du Laboratoire provincial d'ingénierie du Zhejiang et d'autres plates-formes pour former un système technique avec des droits de propriété intellectuelle totalement indépendants dans trois domaines majeurs. Après plus de dix ans de développement, l'équipe a formé trois systèmes techniques majeurs avec des droits de propriété intellectuelle totalement indépendants droits de propriété intellectuelle, en s'appuyant sur le Laboratoire national d'ingénierie de la Commission du développement et de la réforme (NDRC), la Plateforme d'essais et de caractérisation des fibres de carbone de la NDRC et le Laboratoire d'ingénierie de la province du Zhejiang :
Technologie de préparation des fibres de carbone haute performance : l'équipe dispose du Laboratoire national d'ingénierie de la technologie de préparation des fibres de carbone de la NDRC, du Laboratoire provincial d'ingénierie de la technologie d'industrialisation des fibres de carbone haute performance du Zhejiang (Centre de recherche) et d'autres plates-formes, et a fait des percées dans la préparation clé technologies de fibres de carbone de qualité T800-et T1000-à haute résistance et à module moyen produites dans le pays, et technologies de préparation clés des fibres de carbone M40J, M50J, M55J, M60J et M65J à haute résistance et à module moyen produites dans le pays fibres de carbone à haut module. Technologie clé de préparation des fibres de carbone haute résistance et haut mode de qualité M40J, M50J, M55J, M60J, M65J, ainsi que la technologie clé de la nouvelle génération de fibres de carbone haute résistance, haut mode et haute extension de M30X, Types M40X, M50X, M55X.
Technologie de test et de caractérisation des fibres haute performance : l'équipe possède la plate-forme de test et de caractérisation des fibres de carbone de la Commission nationale du développement et de la réforme, ainsi que la « Plateforme de tests de préparation et de caractérisation des fibres haute performance (Ningbo) » de l'Association chinoise de l'industrie des fibres chimiques. , etc. L'équipe a établi et amélioré un système de test professionnel pour les tests de fibres de carbone haute performance et a développé les technologies suivantes : fibres de carbure de silicium, fibres d'aramide, fibres de polyimide, fibres de verre, fibres de basalte et fibres de polycarbonate. Nous avons développé une variété de méthodes de test de fibres couvrant les fibres de carbure de silicium, les fibres d'aramide, les fibres de polyimide, les fibres de verre, les fibres de basalte et d'autres méthodes de test de fibres, fournissant des services de test et de caractérisation à des dizaines d'entreprises, d'institutions et de collèges et universités de recherche scientifique nationaux.
Processus et technologie de traitement des préimprégnés de fibres : l'équipe dispose d'un processus professionnel et d'une plate-forme de production de préimprégnés de fibres de haute performance, qui peut réaliser divers types de services d'évaluation et de production de processus de préimprégnés de fibres de carbone, en fonction de la demande de préimprégnés ultra-minces haut de gamme dans différents domaines, en janvier 2024, la plateforme a développé avec succès deux modèles de fibres de carbone haut module CNI QM40 (grade M40J) et CNI QM55 (grade M55J). Préimprégnés ultra-minces, formant une capacité de production par lots, en plus de fournir des services tels que la conception structurelle, l'analyse et le traitement de divers matériaux composites.
En plus des technologies ci-dessus, l'équipe fibre de carbone du NIMR a également développé une série de produits techniques tels que des fibres de carbone à base d'acrylique à faible coût, des fibres de carbone métallisées, des agents d'encollage thermoplastiques résistants aux hautes températures et des agents d'huilage pour soie brute. afin de répondre aux besoins des clients. Ce numéro présente la technologie de la fibre de carbone plaquée métal.
1Contexte technologique
En raison de ses excellentes propriétés telles qu'une résistance élevée, un module élevé et une résistance à la corrosion, la fibre de carbone à base de PAN est largement utilisée dans les composites à matrice de résine, les composites à matrice céramique et les composites à matrice métallique. En utilisant de la fibre de carbone pour renforcer la matrice métallique, il peut améliorer les propriétés mécaniques du matériau composite, mais également conserver l'avantage de la légèreté, de sorte qu'il présente un large éventail de perspectives d'application dans les industries aérospatiale et automobile.
À l'heure actuelle, il existe un problème général de mauvaise mouillabilité entre la fibre de carbone et la matrice métallique. Par exemple, dans les composites à matrice d'aluminium renforcés de fibres de carbone, l'aluminium fondu est difficile à infiltrer complètement le câble de fibre de carbone, de sorte qu'il est mal lié à l'interface. avec la matrice, et les fibres de carbone ne peuvent pas jouer un effet de renforcement, ce qui limite l'expansion du domaine des composites à matrice métallique renforcée par des fibres de carbone.
La méthode de galvanoplastie peut déposer une couche métallique sur la surface de la fibre de carbone à grande vitesse, par rapport à la fibre de carbone à module standard T300/T700, à la fibre de carbone à module moyen T800/T1000, à la fibre de carbone à module élevé avec une teneur en carbone de plus de 99 %, la conductivité est évidemment mieux, et il est plus propice au dépôt de métal en galvanoplastie.
2Caractéristiques techniques
L'équipe de l'Institut des matériaux et de la fibre de carbone de Ningbo dispose d'un ensemble complet d'équipements d'électrodéposition de surface continue, avec une recherche et un développement indépendants de la fibre de carbone à haut module comme matière première, a développé une technologie de placage métallique en ligne de surface en fibre de carbone.
Après que le traitement de placage électrochimique puisse être introduit uniformément sur la surface du nickel, du cuivre, de l'aluminium et d'autres types de placage métallique, l'épaisseur du placage peut être contrôlée ; dans le même temps, les propriétés mécaniques de la fibre de carbone traitée ne perdent pratiquement pas et la conductivité est grandement améliorée. La résistance des fibres de carbone métallisées a été testée pour être aussi basse que 2 ohms par mètre ; cette technologie est applicable à la métallisation des fibres de carbone 1-24K.
Applications potentielles : la fibre de carbone métallisée peut répondre aux besoins des domaines aérospatiaux tels que les antennes, les capteurs, le blindage électromagnétique, les champs énergétiques tels que les rotors de moteurs à grande vitesse, les matériaux de chauffage électrique et les fils médicaux.
3 Brevets de base et méthodes de coopération
1), brevet d'invention CN114775274A, procédé et dispositif pour la métallisation continue de la surface de la fibre de carbone (autorisé)
Inventeurs de brevets : Qian Xin, Ma Hongbo, Jin Lu, Zhang Yonggang, Wang Xuefei, Zhong Junjun, Zhi Jianhai
La présente invention concerne le domaine technique du traitement de surface de fibre de carbone, et concerne un procédé et un dispositif de métallisation de surface continue de fibre de carbone, qui peuvent réaliser la préparation continue d'une métallisation de surface de fibre de carbone, avec un équipement simple et un cycle de traitement court.
2), Brevet d'invention CN112861337B Une méthode de prévision de la température de surface de la fibre de carbone après chauffage par une racine des cheveux en fibre de carbone (autorisée)
Inventeur du brevet : Su Hongming, Zhang Yonggang, Yu Shuixin, Wo Junkang, article pomme
La présente invention concerne un procédé permettant de prédire la température de surface d'une racine capillaire en fibre de carbone après chauffage, en utilisant un procédé de modèle mathématique pour prédire la température de surface de la racine capillaire en fibre de carbone après chauffage, et en utilisant ce procédé pour réduire les joints capillaires en fibre de carbone et améliorer la longueur de la racine des cheveux en fibre de carbone pour obtenir les effets d'une construction simple, d'une sécurité et d'une esthétique améliorées, ainsi que d'un coût et d'un poids réduits.