Pesquisa sobre a estratégia de desenvolvimento de fibras de alto desempenho e seus materiais compostos na China
Status de desenvolvimento de fibras de alto desempenho e seus compósitos em meu país
Após décadas de desenvolvimento, com o forte apoio de ministérios e comissões nacionais relevantes, através da implementação de vários projetos científicos e tecnológicos, capacitação especial e estabelecimento de instituições nacionais de pesquisa em inovação, a tecnologia e indústria de fibras e materiais compósitos de alto desempenho do meu país desenvolvimento alcançaram algum progresso.Resultados agradáveis.

(1) Avanços contínuos nas principais tecnologias e melhoria gradual no desempenho do produto

Avanços domésticos foram feitos nas principais tecnologias para o desenvolvimento, engenharia e aplicação aeroespacial de base (T300) fibra de carbono itinerante, e a garantia independente dos principais modelos foi alcançada;Concluída a pesquisa de aplicação de alguns equipamentos;realizou a engenharia de fibra de carbono de modelo médio de alta resistência (grau T800H) e as principais tecnologias de sua aplicação e entrou no estágio de avaliação, verificação e teste de modelos principais;em termos de fibra de carbono baseada em piche, avanços na capacidade de fiação de alta pureza Principais tecnologias para a preparação de piche mesofásico e fibra de carbono baseada em piche de alta condutividade térmica contínua (grau P120).

No aspecto da fibra de aramida, avanços foram feitos nas principais tecnologias de para-aramida e aramida heterocíclica, e vários conjuntos de plantas industrializadas foram construídos.Fibra de para-aramida básica (grau Kevlar 29) atinge produção e fornecimento em massa estáveis, fibra de para-aramida de alta resistência (grau Kevlar 129) alcança suprimento localizado e tem sido aplicada em lotes nas áreas de cabo óptico, gesso, mangueira de borracha , à prova de balas, etc., e completou a resistência a altas temperaturas.Tipo, alta resistência metralhadora, gesso errante pode ser realizado.

(2) A escala da indústria está se expandindo ano a ano, e uma certa experiência de industrialização foi acumulada

Em 2019, a demanda por fibra de vidro itinerante no meu país é de cerca de 3,8×104t, mas mais de dois terços do consumo é de fibra estrangeira;a capacidade operacional de fibra de vidro no meu país é de cerca de 2,6 × 104 t e o volume de vendas real é de cerca de 1,2 × 104 t.As pequenas fibras domésticas atingiram vendas de cerca de 7.000 t, e a participação de mercado está se expandindo gradualmente, e o restante são fibras domésticas de grandes fibras.O principal impulsionador da demanda de crescimento ultraelevado da China é o mercado de pás de energia eólica, que trouxe raras oportunidades de desenvolvimento para o mercado doméstico fabricante de produtos de fibra de vidro.
(3) O papel de suporte estratégico das fibras de alto desempenho e seus compósitos tornou-se cada vez mais proeminente

A tecnologia de aplicação de fibra de vidro reforçada de alto desempenho no meu país está se tornando cada vez mais maduro, e as peças de aplicação foram expandidas de membros de suporte de carga secundários para membros de suporte de carga principais, e de um único material funcional para uma integração multifuncional, estrutural e funcional, o que efetivamente alivia os problemas de grandes projetos nacionais e equipamentos-chave de defesa nacional.Necessidades urgentes.A fibra de alto desempenho e sua indústria de materiais compósitos também passaram do período de desenvolvimento e promoção para o período de rápida expansão e crescimento estável.O campo de aplicação de materiais compostos se expandiu da aviação, aeroespacial, armas, etc. para muitos campos civis, como geração de energia eólica, trânsito ferroviário e automóveis;a escala da indústria continua a crescer.Expansão.Por exemplo, as vendas domésticas de fibra de carbono atingiram 3 bilhões de yuans.Nos últimos anos, empresas vantajosas investiram sucessivamente em projetos de expansão nas regiões central e ocidental, como Mongólia Interior e Qinghai.Isso desempenhará um papel positivo na promoção do desenvolvimento da ciência, tecnologia e economia nas regiões central e ocidental e apoiará as indústrias emergentes.desenvolvimento regional equilibrado.
Tendências e desafios de desenvolvimento de fibras de alto desempenho e seus compósitos em meu país
Sob a influência combinada da competição entre as grandes potências e a nova epidemia de pneumonia por coronavírus, a reformulação dos padrões industriais domésticos e estrangeiros será acelerada.A capacidade de suporte independente de fibras de alto desempenho e materiais compostos em meu país precisa ser aprimorada ainda mais, e a tecnologia industrial enfrentará as necessidades de redução contínua de custos e aplicações industriais em larga escala.

(1) Fibras de alto desempenho e seus materiais compostos continuarão a ser localizados para atender às principais necessidades estratégicas de desenvolvimento

Fibras de reforço e seus materiais compósitos são a base material para a construção de grandes projetos nacionais, como plataformas de satélite, veículos de lançamento, grandes aeronaves, armas e navios e produtos relacionados estão sob embargo ou importações de alto preço há muito tempo e são tecnicamente e economicamente restrito pelos países ocidentais..Com a evolução contínua da competição entre as grandes potências, o bloqueio de matérias-primas, equipamentos e tecnologias para fibras de alto desempenho e seus materiais compósitos será cada vez mais intensificado.A única maneira de fazer o plano de desenvolvimento de 2025'.
(2) Fibras de alto desempenho e seus materiais compostos continuarão sendo de alto desempenho, e suas tecnologias de ponta ainda são um dos pontos críticos de pesquisa em ciência de materiais

Após quase 30 anos de relativo silêncio, houve um ponto de inflexão na rota técnica de melhorar a resistência à tração com base no denier fino.As fibras de carbono M40X e HM50 lançadas recentemente refletem o desempenho abrangente de alta resistência, alto módulo e alto alongamento.As fibras de carbono de grau T800 de diâmetro médio e grande desenvolvidas na China alcançaram a 'relação compressão-tração' da resistência à compressão e resistência à tração do material compósito de 0,52 a 0,67, e o equilíbrio pressão-tração do material compósito tem sido melhorado.O avanço da nova geração de fibra de carbono e da terceira geração de tecnologia avançada de material compósito é uma oportunidade importante para realizar o desenvolvimento da fibra de alto desempenho do meu país e sua tecnologia de material compósito para acompanhar o desenvolvimento da fronteira internacional.

(3) Fibras de alto desempenho e seus materiais compostos continuarão a reduzir custos e determinar suas participações de mercado em campos relativamente maduros, como geração de energia eólica, construção de infraestrutura, esportes e lazer

Os países desenvolvidos realizaram a padronização e serialização de fibras de alto desempenho, e a importante tendência de desenvolvimento no futuro é a redução de custos.A tecnologia de preparação de fibra de baixo custo não deve apenas reduzir o custo dos fatores de produção, mas também romper a tecnologia de preparação subversiva de fibras de alto desempenho e estabelecer um processo de produção de baixo custo.No campo de fibra de carbono prepreg, o primeiro é melhorar a tecnologia de preparação existente, como aumentar consideravelmente a velocidade de fiação e expandir a capacidade de produção de linha única por meio de 'expansão e aceleração';a segunda é desenvolver novas tecnologias de fiação e carbonização para reduzir consideravelmente o consumo de energia.
As principais tarefas de desenvolvimento de fibras de alto desempenho e seus materiais compostos em meu país
(1) Fibra de carbono e seus materiais compostos

Ultrapasse as principais tecnologias de fibras de carbono de alto alongamento de alta resistência e de alto módulo e de alta resistência e alto módulo e sua preparação de engenharia de materiais compósitos e obtenha a resistência à tração do meio de alta resistência fibras de carbono -mode ≥ 7GPa;módulo de tração de fibras de carbono de alta resistência e alto módulo ≥ 650GPa;fibras de carbono de alta resistência e alto módulo A resistência à tração da fibra de carbono de alto alongamento é ≥5,7GPa, o módulo de tração é ≥370GPa e o alongamento na ruptura é ≥1,5%, o que atende aos requisitos de garantia independentes abrangentes de fibra de carbono e seus materiais compostos para equipamentos de ponta.
Rompa os conjuntos completos de equipamentos de processo e tecnologia de preparação industrializada de fibras de carbono de grau industrial de mil toneladas úmidas, secas e úmidas e grandes (48K e acima) e faça avanços em fibras de carbono domésticas de grandes reboques, como óleo de fiação e agente de dimensionamento.Tecnologias-chave, como a preparação de intermediários de fibra de carbono;avanços em tecnologias de preparação subversiva, como nova fiação e carbonização pré-oxidativa, para alcançar a estabilização e redução de custos de fibras de carbono domésticas e apoiar a aplicação em larga escala de fibras de carbono domésticas.
(2) Fibras orgânicas e seus materiais compostos

Desbrave as principais tecnologias para a preparação industrializada de fibras orgânicas de alto desempenho, como aramida, PI, UHMWPE e PBO e sua aplicação de engenharia de materiais compostos, e obtenha aplicação estável nos principais equipamentos nacionais.Desenvolver fibras de para-aramida serializadas e funcionais para atender às necessidades de campos de aplicação diferenciados;desenvolver uma nova geração de fibras de aramida heterocíclica de alta resistência, alto módulo, alta complexidade e baixo custo;fazer avanços em novos processos e tecnologias para melhorar a eficiência da produção de fibras de meta-aramida.Desenvolva fibras de UHMWPE resistentes à temperatura e à fluência, melhore a tecnologia de preparação de engenharia de UHMWPE de média e alta resistência e resolva os problemas de alto consumo de energia e alto custo no processo de produção.Otimize o fibra de vidro picada processo de fiação de polimerização para obter um fornecimento de produto estável e de alta qualidade.Desenvolva tecnologia de fibra PI de baixo custo e alto desempenho, avance através de processos-chave e tecnologias de equipamentos integrados, como integração de ciclização e desenho de fibra PI, e expanda o campo de aplicação da fibra PI e seus materiais compostos.

(3) Fibras cerâmicas e seus materiais compostos

Desenvolver fibras cerâmicas de alto desempenho representadas por fibras de ultra-alta temperatura e baixo custo e vidro altamente resistente a álcalis tecnologia, e fazer avanços na engenharia e preparação estável de carboneto de silício, alumina, nitreto de silício, nitreto de boro, nitreto de boro de silício e outras fibras e sua tecnologia de precursores;resolver o gargalo do processo de preparação de material compósito e equipamentos de tamanho de engenharia, desenvolver tecnologia de fabricação rápida e de baixo custo de materiais compósitos de matriz cerâmica;formam uma série de fibras cerâmicas e seu espectro de produtos de material compósito e realizam a aplicação de materiais compósitos de matriz cerâmica em equipamentos importantes, como motores a gás.Aplicações de Engenharia.

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