泰实科技(深圳)有限公司

碳纤维研发

95% 含碳量

先进的高温碳纤维解决方案

专为最极端的热应用而设计,具有行业领先的性能,可应对需要卓越的耐高温和耐恶劣化学性能的挑战。作为一种高纯度、高热能性能的材料,经常用于燃料电池、碳/碳复合材料、储能电池和许多其他特殊应用。

碳纤维通过专有的高温批量碳化工艺从产品中提取,是纯度超过 99% 的 PAN 基碳化材料。此外,所有炭化产品均不含定量,确保了卓越的性能。内部系统保证了从原材料到成品的产品质量和可追溯性。

碳纤维研发
碳纤维研发
  • 研发背景与意义:碳纤维是一种含碳量在 95% 以上的高强度新型纤维材料5。因其具有高强度、轻量化、耐腐蚀等优异性能,被誉为 “黑色黄金”,是装备轻量化应用领域的理想材料1。研发碳纤维有助于推动相关产业升级,提高产品性能,例如在航空航天领域可减轻飞行器重量,提升燃油效率;在汽车领域能实现汽车轻量化,降低能耗等3

  • 研发历程:我国碳纤维研发起步相对较晚,曾一度依赖进口,面临 “卡脖子” 问题。2005 年,光威集团研制的 CCF-1 级碳纤维通过国家 “863 计划” 碳纤维专项验收,标志着我国首次拥有了自己的产业化碳纤维。2011 年,吉林化纤集团 5000 吨碳纤维原丝项目建成投产,开创了我国碳纤维原丝规模化生产的先河2。此后,国内企业不断攻克技术难题,如吉林化纤集团陆续研发出 25K、35K、48K、50K 等大丝束原丝,完善了碳纤维产品体系2。2022 年,中国石化上海石化万吨级 48K 大丝束碳纤维工程第一套国产线投料开车,并生产出合格产品,产品性能媲美国外同级别产品,质量达到国际先进水平5

  • 关键技术研发5

    • 原丝生产技术:原丝质量是决定碳纤维性能的关键因素之一。研发需解决黏度不稳定、气泡杂质多、纺丝纤度高、强度低、毛丝多等问题,以获得高质量的聚丙烯腈(PAN)原丝。

    • 碳化技术:原丝要经过氧化、低温碳化、高温碳化等多道工序,在惰性气体保护下发生热分解、热缩聚,形成碳纤维的乱层石墨结构,最终使产品含碳量在 90% 以上,此过程中温度场控制等是关键技术。

  • 研发成果应用1

    • 风电领域:碳纤维拉挤板可用于风电叶片主梁,使风电叶片更加轻盈高效,吉林化纤集团的风电叶片主梁碳纤维拉挤板在国内风电市场占有率超 90%。

    • 体育用品领域:可制成羽毛球拍、滑雪板、冰球杆等,如吉林化纤集团生产的相关体育用品已投放市场。

    • 工程机械领域:中联重科自主研发了 “碳纤维复材 - 高强金属混合结构技术”,应用该技术的国产化碳纤维臂架泵车亮相,实现了碳纤维复合材料从原材料到制造工艺的全链条自主化,提升了设备作业能力,降低了生产成本3

  • 未来研发方向:一方面,将继续致力于提高碳纤维的性能,如强度、模量等,以满足航空航天等高端领域对材料的更高要求;另一方面,会注重降低生产成本,通过优化工艺、改进装备等手段,提高生产效率,扩大碳纤维的应用范围,推动其在更多民用领域的大规模应用。


  • 研发背景与意义:碳纤维是一种含碳量在 95% 以上的高强度新型纤维材料5。因其具有高强度、轻量化、耐腐蚀等优异性能,被誉为 “黑色黄金”,是装备轻量化应用领域的理想材料1。研发碳纤维有助于推动相关产业升级,提高产品性能,例如在航空航天领域可减轻飞行器重量,提升燃油效率;在汽车领域能实现汽车轻量化,降低能耗等3

  • 研发历程:我国碳纤维研发起步相对较晚,曾一度依赖进口,面临 “卡脖子” 问题。2005 年,光威集团研制的 CCF-1 级碳纤维通过国家 “863 计划” 碳纤维专项验收,标志着我国首次拥有了自己的产业化碳纤维。2011 年,吉林化纤集团 5000 吨碳纤维原丝项目建成投产,开创了我国碳纤维原丝规模化生产的先河2。此后,国内企业不断攻克技术难题,如吉林化纤集团陆续研发出 25K、35K、48K、50K 等大丝束原丝,完善了碳纤维产品体系2。2022 年,中国石化上海石化万吨级 48K 大丝束碳纤维工程第一套国产线投料开车,并生产出合格产品,产品性能媲美国外同级别产品,质量达到国际先进水平5

  • 关键技术研发5

    • 原丝生产技术:原丝质量是决定碳纤维性能的关键因素之一。研发需解决黏度不稳定、气泡杂质多、纺丝纤度高、强度低、毛丝多等问题,以获得高质量的聚丙烯腈(PAN)原丝。

    • 碳化技术:原丝要经过氧化、低温碳化、高温碳化等多道工序,在惰性气体保护下发生热分解、热缩聚,形成碳纤维的乱层石墨结构,最终使产品含碳量在 90% 以上,此过程中温度场控制等是关键技术。

  • 研发成果应用1

    • 风电领域:碳纤维拉挤板可用于风电叶片主梁,使风电叶片更加轻盈高效,吉林化纤集团的风电叶片主梁碳纤维拉挤板在国内风电市场占有率超 90%。

    • 体育用品领域:可制成羽毛球拍、滑雪板、冰球杆等,如吉林化纤集团生产的相关体育用品已投放市场。

    • 工程机械领域:中联重科自主研发了 “碳纤维复材 - 高强金属混合结构技术”,应用该技术的国产化碳纤维臂架泵车亮相,实现了碳纤维复合材料从原材料到制造工艺的全链条自主化,提升了设备作业能力,降低了生产成本3

  • 未来研发方向:一方面,将继续致力于提高碳纤维的性能,如强度、模量等,以满足航空航天等高端领域对材料的更高要求;另一方面,会注重降低生产成本,通过优化工艺、改进装备等手段,提高生产效率,扩大碳纤维的应用范围,推动其在更多民用领域的大规模应用。


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