2018年6月11日,由北京化工大學等承擔的“863”計劃課題——聚丙烯腈碳纖維石墨化關鍵技術研究通過驗收。該課題的實施,突破了我國航天用QM4055級高強度高模量碳纖維制備關鍵技術,實現了從工藝到裝備的完全國產化。
該課題由北京化工大學國家碳纖維工程技術研究中心聯合威海拓展纖維有限公司、航天材料及工藝研究所和北京衛星制造廠有限公司承擔。經過3年的協同攻關,攻克了纖維制備一系列關鍵技術,碳纖維及其復合材料性能指標與進口QM4055碳纖維相當。
該課題在碳纖維制備技術、生產裝備、工程化以及應用方面取得了多項突破:在研發出低纖度、表面物理結構可控的原絲制備工藝基礎上,開發出纖維中碳石墨結構徑向分布的調控技術,實現了QM4055高強度高模量碳纖維制備關鍵技術突破;自主設計研制出工程化規模碳纖維高溫石墨化裝備,建成我國首條10 t級QM4055碳纖維中試生產線;研發出與氰酸酯樹脂基體相匹配的上漿劑產品,滿足專用復合材料結構件性能要求;掌握了高強度高模量碳纖維結構性能表征技術,支撐了纖維的研制生產與應用;采用熱熔預浸和熱熔纏繞工藝制備火箭衛星支座、五波紋結構和承力筒體縮比件3種典型結構試驗件,性能滿足設計要求。
高性能碳纖維及其復合材料是我國新材料技術與產業發展的重點。國產高強度高模量碳纖維關鍵技術的突破、關鍵核心裝備的國產化和首條高強度高模量碳纖維工程化線的研制,填補了國內空白,在碳纖維國產化進程中具有示范意義。