Пробив във високоефективните въглеродни влакна: Институтът по технология на материалите и инженерството в Нингбо постига етапи
Екипът за въглеродни влакна и композитни материали в Института по технология и инженерство на материалите в Нингбо, Китайската академия на науките, наскоро отбеляза значителен напредък в областта на високоефективните въглеродни влакна. Тяхното иновативно развитие на въглеродни влакна от клас M55X, известни със своята висока якост, модул на еластичност и удължение, е видяло допълнителни подобрения в механичните свойства. Според тестове, проведени от професионални местни институции, това въглеродно влакно може да се похвали с якост на опън от 5,18 GPa, модул на опън от 544 GPa и удължение при скъсване от 0.95%. Тези цифри позиционират класа M55X благоприятно спрямо наскоро разработените въглеродни влакна M46X от Toray Industries, които регистрират якост на опън от 5.{10}} GPa и модул на опън от 437 GPa.
През януари 2016 г. екипът на NIMTE постигна първи в страната, като усвои ключовите производствени техники за клас M55J високоякостни въглеродни влакна с висок модул. След поредица от технологични валидации, разширяване на мащаба за стабилно производство и оценки на процесите на предварително импрегниране, екипът създаде своя патентован продукт от въглеродни влакна CNIQM55 (клас M55J). Това въглеродно влакно съответства на чуждестранните колеги по модул на опън, като същевременно ги надвишава по якост на опън, достигайки 4,30 GPa в сравнение със средната международна стойност от 4,02 GPa. Въглеродните влакна CNIQM55 са успешно внедрени в дронове в близкия космос.
За разлика от традиционните въглеродни влакна от клас M55J, които са известни със своя висок модул на еластичност, но са крехки поради по-ниска якост и удължение, класът M55X представлява значително подобрение. Надграждайки CNIQM55, екипът на NIMTE оптимизира микроструктурата и макроскопичните характеристики на влакното. Въглеродните влакна от клас M55X поддържат модул на опън от 540 GPa, като същевременно надминават якостта на опън от 5,0 GPa за първи път, отбелязвайки увеличение от близо 1 GPa спрямо японските въглеродни влакна Toray M55J. Очаква се това подобрение да подобри пластичността и обработваемостта на влакното.
Към момента екипът за въглеродни влакна на NIMTE е разработил ключови производствени технологии за различни въглеродни влакна, включително класовете M30X, M40X, M50X и M55X. Техните продукти са тествани и одобрени от професионални местни институции. В заявка за патент, подадена през юли 2023 г., екипът демонстрира способността да произведе неназовано въглеродно влакно с ултрависок модул с якост на опън от 4,0 GPa и забележителен модул на опън от 640 GPa.
