北京玻鋼院複合材料有限公司“國產碳纖維液體成型關鍵技術研究” 課題取得重大突破_企業資訊_業界資訊__複合材料信息網

　　課題通過對碳纖維表麵處理、上漿劑的研究及對T700級別碳纖維製備技術的攻關,研製出適合液體成型工藝的國產高性能碳纖維，其拉伸強度≥4800MPa，拉伸模量≥230Gpa；通 過對環氧樹脂分子結構設計及研究溫 度、稀釋劑等對環氧樹脂與碳纖維浸潤性影響等研究，及環氧樹脂與碳纖維匹配性及配方優化等研究工作，製備了一種適用於國產T700 級碳纖維液體成型技術的環氧樹脂,體係中試產品性能穩定；係統研究了在真空壓力作用下，纖維預成型體的壓縮響應性及樹脂在纖維預成型體麵內,麵外的流動行為，測試了各種條件下的滲透率，探求了相關條件對滲透率的影響規律；在自開發的“纖維增強複合材 料流動模擬應用係統集成軟件”環境下，通過建模分析，開展了碳纖維預成型體、碳/玻織物層間混雜預成型體、夾芯結構典型件的流動浸漬模擬研究，以及碳纖維複合材料厚板固化模擬研究，並對以上數值模擬結果與實驗結果進行了比較分析，結果表明，模擬結果與實驗結果基本吻合，規律發展趨勢一致；通過對國產原材料的關鍵影響因素研究及對國產原材料的工藝設計及優化，確定了國產原材料液體成型的工藝參數；通過對風電葉片及軌道交通典型部件的結構設計、高精度 模具設計技術等的研究，驗證了國產碳纖維液體成型技術；依據 BSEN12663:2000 標準，進行了地鐵司機室頭罩的設計和製備；通過結構優化設計和校核分析實現國產碳纖維複合材料對原 玻璃纖維複合材料的替代，單支葉片使用國產碳纖維織物0.5噸，最終實現葉片減重達22%，且靜力測試分析表明,國產碳纖維複合材料風電葉片（45.2m）成型質量良好並通過靜力測試考核，達到國際認證標準。

　　課題實施過程中取得的成果和創新點如下：開發了用於國產T700級碳纖維液體成型的低粘度環氧樹脂體係，創建了複雜流道預成型體的浸漬滲透行為表征方法，突破了碳纖維複合材料大型構件液體成型技術，實現了國產碳纖維在風電葉片等領域的應用。

　　近年來，風電行業的發展趨勢表明，海上和低風速區域未來對風電葉片的需求將不斷增加且大型化趨勢明顯，為滿足減重降載的需求，碳纖維應用優勢明顯；另一方麵，由於液體成型技術的製造成本低，將會增加碳纖維的應用；預計未來幾年內，海上風電和低風速區域的發展，可以大大帶動國產碳纖維織物的用量，應用前景較好，同時也會帶來可觀的經濟效益。