代表性研究成果之一(高性能纤维材料研究方向)


碳纤维制备过程的科学问题和关键技术及其系统工程研究

1.粘胶基碳纤维制备的理论研究与工程化
 


•粘胶基碳纤维是洲际导弹弹头防热层不可替代的增强材料,是国防急需的战略物资

•深入研究纤维碳化机理,避免甙键瞬间断裂,逾越“低极限”强度点

•采用有机/无机混合型催化体系,使纤维强度、得率同时提高

•建立了裂纹尺度分布函数指数与形状参数关系m=2n-2

•粘胶基碳纤维缺陷孔洞的表征(分形理论)

•在深化理论研究的基础上,优化工艺和设备,建立新生产线,为我国多种重要战略武器提供高质量、性能稳定的碳纤维产品,成功用于系列洲际导弹,为增强国防实力作出贡献


2003年度国家科学技术进步二等奖
 

 
自行设计的年产吨级粘胶基碳纤维生产线

2.PAN基碳纤维原丝凝胶化成形新方法


•发现Fick传质理论尚不能很好地解决PAN纤维成型过程的传质动力学和空洞皮芯层分布不匀问题;采用了可以直接观察到孔洞生长、发展过程的凝固边界层增长法进行动态在线扩散系数分析

•通过对PAN-DMSO-H2O三元体系亚稳态及其相转变规律的研究,提出该纺丝原液多元凝胶化理论及其纺丝机理

•首次采用普通分子量PAN进行凝胶纺丝的创新技术,克服了初生纤维在凝固过程中容易形成皮芯结构差异和大空洞的难点, 此技术可望成为制备T1000等高性能碳纤维原丝的一种全新方法

        
                                                                                                                                                                常规纺丝                            凝胶纺丝

获得973和上海市基础研究重大项目的支持

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