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大水|中国突破M65J高强度碳纤维，制造飞船卫星，不再看人眼色


在材料科学家的眼里 ， 人类军事技术或者民用科技的进步 ， 有一个最明显的标尺 ， 这就是材料 ， 一个社会文明程度如何 ， 也可以从材料技术表现出来 ， 从远古时候人类使用木头石头开始 ， 不断学会提炼新型金属 ， 最近百年 ， 材料技术走上了快车道 ， 不仅在金属材料上有巨大突破 ， 新型钛合金 ， 新型铝合金 ， 新型钢合金成为支撑航空航天舰船兵器以及民用工业的核心 。
最近些年非金属材料 ， 复合材料异军突起 ， 尤其是碳纤维复合材料 ， 成为航空航天最佳材料 ， 材料以比重低 ， 模量高 ， 热稳定好 ， 尺寸稳定性好等特点著称 ， 评价一架飞机 ， 火箭 ， 卫星 ， 飞船的结构先进程度之一就是复合材料用量 ， 尤其是碳纤维复材用量 ， 碳纤维用的越多 ， 减重效果越明显 ， 飞行器或者航天器越先进 ， 也是世界大国科研的重点 ， 最近 ， 中科院宁波材料所在国产高强高模碳纤维制备技术领域再次实现重大突破 ， 成功研制出CNI QM65（M65J级）高强高模碳纤维 ， 该产品经过国内4家专业检测机构测试 ， 纤维模量均稳定超过630GPa ， 其中产品拉伸模量最高已达639GPa 。 ?
大水|中国突破M65J高强度碳纤维，制造飞船卫星，不再看人眼色
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碳纤维成为航空航天必不可少的核心材料
就有很多朋友或许很奇怪 ， 这个M65J碳纤维 ， 和之前广泛报道的T-700和T-800有何不同 ， 要知道 ， 中国通过10多年的努力 ， 最近些年终于突破T-1000碳纤维技术 ， 而且在千吨级别生产线上 ， 做到了T-700和T-800高强度碳纤维的稳定生产 ， 并得到广泛应用 ， 这一切有何不同 ， 简单来说就是 ， T系列和M系列都是碳纤维的一种标准 ， T系列强调拉伸强度高 ， 经常用于航空 ， 或者航天的火箭导弹壳体上 ， 允许有一定的变形 ， 只要不断裂就行 。
但是M系列则不太一样 ， 主要强调的高模量 ， 热稳定性好 ， 简单解释就是受到外力之后材料变形很小 ， 而且受到高温和低温环境冲击后 ， 材料尺寸变化尽量小 ， 这对于卫星和飞船具有特殊意义 ， 在飞船或者卫星上 ， 需要安装大量高精尖探测器 ， 这些设备之间需要非常紧密的定位 ， 而且要保持长时间的稳定 ， 而在太空中 ， 日照面和背影面之间温差可以达到300-400度 ， 所以采用M系列高强度碳纤维是最佳选择 ， 别的材料要么比重太重 ， 要么容易热变形 ， 要么强度太差 ， 都不太适合 。
大水|中国突破M65J高强度碳纤维，制造飞船卫星，不再看人眼色
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M65J高强度碳纤维 ， 对中国卫星和飞船制造飞船重要
长期以来M系列的高强度碳纤维 ， 由于在航天器上的重要意义 ， 中国外购很难 ， 经常遭到外国禁运 ， 中科院宁波所2008年专门成立特种纤维事业部 ， 专门研究M系列高性能碳纤维作为研制目标 ， 并连续取得突破 ， 2015年5月成功制备得到M50J级 高强高模碳纤维 ， 经过航空、航天、核能等单位检测 ， 拉伸强度及拉伸模量分别高达5.12GPa、475GPa ， 该性能达到甚至超过了国外同类产品 ， 随后进 行了连续稳定化的生产 。 2015年年底 ， 事业部开展高强高模碳纤维研制工作 ， 并于2016年1月底成功实现更高一级M55J级制备技术突破 。 目前 ， 宁波材料所已经具备M40J、M46J、M50J ， M55J级产品连续稳定生产能力 。
这是一个巨大的突破 ， 背后也有很多不为人知的秘密 ， 大家都知道 ， 要制备M65J这种碳纤维 ， 就得获得类似T-800碳纤维原丝类似的材料 ， 其关键在于如何得到极其稳定均匀的腈纶长丝 ， 是该所自主研发 ， 还是外购 ， 这一点不得而知 ， 从高强度碳纤维制造技术来说 ， 单纯实验室样品的强度指标并不难做到 ， 也不代表一切 ， 最关键的还是大批量生产的稳定性 ， 宁波所突破M65J碳纤维制备技术 ， 仅仅是一个开始 ， 如何能在千吨级别生产线上稳定生产 ， 这才是真正的考验 ， 这也是全世界碳纤维厂家最核心的机密 。


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