中國(guó)工程院院士杜善義在近日于寧波舉行的2013全國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)上指出，未來碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)將向高性能、低成本、高可靠性方向邁進(jìn)。
杜善義表示，目前在高性能碳纖維領(lǐng)域，繼T800、Tl000之后，HS、M65J等高強(qiáng)、高模碳纖維也得到了充分的重視和發(fā)展。Tl000系列碳纖維抗拉模量為295GPa，拉伸強(qiáng)度達(dá)7.05GPa；M65J高強(qiáng)高模型纖維抗拉模量達(dá)640GPa，抗拉強(qiáng)度為3.62GPa。
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杜善義介紹說，追求高性能的新材料技術(shù)初期主要面向某些特殊領(lǐng)域、關(guān)鍵部位的高端化應(yīng)用，要滿足更廣泛的市場(chǎng)需求必須提高材料的綜合性能，同時(shí)降低成本。他指出，目前，碳纖維復(fù)合材料正在從“貴族”材料向“平民化”材料轉(zhuǎn)變，在民用領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，這種“平民化”趨勢(shì)引起了人們對(duì)于復(fù)合材料高性價(jià)比關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新需求。杜善義同時(shí)指出，要實(shí)現(xiàn)低成本，須在保障性能的前提下，綜合考慮生產(chǎn)規(guī)模、原絲、工藝裝備等因素。大絲束、低成本原絲、裝備革新與國(guó)產(chǎn)化是降低碳纖維成本的有效途徑。 本文來自123
據(jù)介紹，在碳纖維成本構(gòu)成中，原絲約占51%。原材料技術(shù)的進(jìn)步有利于進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)碳纖維的質(zhì)量與性能，開發(fā)高性價(jià)比大絲束纖維和樹脂，進(jìn)一步向低成本化發(fā)展。同時(shí)，制造工藝的自動(dòng)化發(fā)展以及新工藝的出現(xiàn)為降低碳纖維復(fù)合材料的成本帶來了希望。以自動(dòng)鋪帶技術(shù)(ATL)和自動(dòng)鋪絲技術(shù)(AFP)為代表的碳纖維自動(dòng)化制造裝備在大型主承力結(jié)構(gòu)件研制中起到了重要作用；以非熱壓罐工藝和液體成型為代表的碳纖維低成本工藝技術(shù)發(fā)揮越來越重要的作用，成為降低復(fù)合材料成本的關(guān)鍵。 內(nèi)容來自123456
杜善義認(rèn)為，在碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用中要考慮設(shè)計(jì)問題。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)取決于材料性能表征、評(píng)價(jià)，而設(shè)計(jì)水平實(shí)際上是應(yīng)用水平，要敢用、會(huì)用、用好新材料，充分發(fā)揮材料性能，縮短新材料從開發(fā)到應(yīng)用的周期，同時(shí)也要考慮結(jié)構(gòu)效率與可靠性間的矛盾。材料性能的離散性、服役條件的不確定性給材料和結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、分析、試驗(yàn)及驗(yàn)證帶來很大困難，因此必須考慮實(shí)際存在的隨機(jī)性、離散性和不確定性，才能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化和高可靠的要求。
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