پیشرفت در فیبر کربن با کارایی بالا: موسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو به نقاط عطف دست یافت
تیم فیبر کربن و مواد کامپوزیت در موسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو، آکادمی علوم چین، اخیراً پیشرفت قابل توجهی در حوزه فیبر کربن با کارایی بالا داشته است. توسعه ابتکاری آنها از فیبر کربن درجه M55X، که به دلیل استحکام، مدول و کشیدگی بالا معروف است، بهبودهای بیشتری در خواص مکانیکی داشته است. طبق آزمایشهای انجامشده توسط مؤسسات حرفهای داخلی، این فیبر کربن دارای استحکام کششی 5.18 گیگا پاسکال، مدول کششی 544 گیگا پاسکال، و ازدیاد طول در هنگام شکست 0.95 درصد است. این ارقام، درجه M55X را در مقابل فیبر کربن با درجه M46X اخیراً توسعهیافته Toray Industries قرار میدهند که استحکام کششی 5.{10}} GPa و مدول کششی 437 GPa را ثبت میکند.
در ژانویه 2016، تیم NIMTE با تسلط بر تکنیکهای تولید کلیدی فیبر کربن با استحکام بالا و مدول بالا، به اولین موفقیت داخلی دست یافت. پس از یک سری اعتبارسنجی فناوری، افزایش مقیاس برای تولید پایدار، و ارزیابیهای فرآیند پیشآبسازی، این تیم محصول فیبر کربنی CNIQM55 (درجه M55J) خود را تأسیس کرد. این فیبر کربن از نظر مدول کششی با همتایان خارجی مطابقت دارد در حالی که در استحکام کششی از آنها فراتر می رود و به 4.30 گیگا پاسکال در مقایسه با میانگین بین المللی 4.02 گیگا پاسکال می رسد. فیبر کربن CNIQM55 با موفقیت در هواپیماهای بدون سرنشین نزدیک به فضا پیاده سازی شده است.
برخلاف الیاف کربن کلاس M55J که به دلیل مدول بالا شناخته می شوند اما به دلیل استحکام و کشیدگی کمتر شکننده هستند، گرید M55X نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی است. تیم NIMTE بر اساس CNIQM55، ریزساختار و عملکرد ماکروسکوپی فیبر را بهینه کرده است. فیبر کربن درجه M55X مدول کششی 540 گیگا پاسکال را حفظ میکند در حالی که برای اولین بار از مقاومت کششی 5.0 گیگا پاسکال فراتر میرود، که نشاندهنده افزایش نزدیک به 1 گیگا پاسکال نسبت به فیبر کربن Toray M55J ژاپنی است. انتظار می رود که این افزایش انعطاف پذیری و فرآیندپذیری فیبر را بهبود بخشد.
در حال حاضر، تیم فیبر کربن NIMTE فناوریهای تولید کلیدی را برای انواع الیاف کربن، از جمله درجات M30X، M40X، M50X و M55X توسعه داده است. محصولات آنها توسط موسسات حرفه ای داخلی تست و تایید شده است. در یک درخواست ثبت اختراع که در جولای 2023 ثبت شد، تیم توانایی تولید فیبر کربن با مدول فوق العاده بالا ناشناس با استحکام کششی 4.0 گیگا پاسکال و مدول کششی قابل توجه 640 گیگا پاسکال را نشان داد.
