北化楊小平教授帶你瞭解碳纖維樹脂基高強高韌複合材料的研究進展

Carbontech第六屆碳纖維複合材料論壇 12月13-15日與你相約上海

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關於碳纖維樹脂基高強高韌複合材料

隨著複合材料技術的不斷髮展和飛機結構對複合材料要求的提高，1990年波音公司制定了

高韌性碳纖維環氧預浸料標準

（BMS8-276），

提出了適合民機主承力結構用複合材料的技術指標體系，大大推動高韌性複合材料技術的發展與應用。

隨著高強中模碳纖維及與之匹配的高韌性樹脂基體等關鍵技術的突破，高強中模碳纖維增強3900-2、977-1、8551-7、M91和M21E樹脂複合材料等為代表的高韌性複合材料抗衝擊損傷能力顯著提高，複合材料的CAI值達到310MPa以上，並在飛機主承力結構得到廣泛應用。

國內複合材料樹脂基體的發展經歷了從基本型樹脂（非增韌）、第一代韌性樹脂基體、第二代中等韌性樹脂基體，再到第三代高韌性樹脂基體的發展歷程。與國外樹脂基複合材料發展不同的是，由於我國碳纖維技術滯後美國、日本大約25-30年，因此國內基本型、第一代韌性和第二代韌性複合材料的增強碳纖維基本為高強型碳纖維（即T300級和T700級碳纖維），而以美國為主的發達國家從第一代韌性複合材料開始即選用高強中模碳纖維（T800級）。

T800碳纖維雪車（總檯央視記者郭鴻拍攝）

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目前待解決問題

目前，航空先進複合材料的主要基體材料是熱固性樹脂（如用量較多的環氧樹脂基體類，雙馬來醯亞胺基體類），熱固性樹脂具有成型工藝性、耐環境性和尺寸穩定性好等優點，

傳統的熱固性樹脂基體韌性較差

，並遺傳給碳纖維複合材料較低的抗衝擊損傷能力。

提高碳纖維複合材料抗衝擊損傷能力是先進複合材料及應用的關鍵技術之一，主要核心技術是基體樹脂增韌。

未來隨碳纖維複合材料在航天大型運載器、民用航空大飛機、車載高壓儲氫氣瓶等新技術和新裝備中的應用，預期會向結構-功能一體化方向深入發展，

迫切需要解決其結構複合材料的韌性差、壓拉強度不平衡、結構效率與成型效率低等應用基礎問題。

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未來發展方向

1。突破具有

高強高模高韌高延伸、壓縮與拉伸效能均衡發展

特徵的國產碳纖維及複合材料的製備技術。

2。開展

高強高模高韌且拉壓平衡

碳纖維增強樹脂基複合材料技術研究。

碳纖維複合材料是戰略新材料的首選，其高效能化、輕量化是其發展的永恆主題，為了更好地瞭解碳纖維樹脂基高強高韌複合材料的研究進展，

2021年12月13-15日

在上海舉行的“

Carbontech第六屆碳纖維複合材料論壇

” 特邀

北京化工大學楊小平教授

蒞臨本次大會，分享《

碳纖維樹脂基高強高韌複合材料的研究進展

》主題告。

楊老師團隊歷經20年的探索，

針對高強高模新一代表面高度石墨化的碳纖維

，豐富和發展了碳纖維樹脂基複合材料的介面設計新方法；開展了碳纖維樹脂基複合材料的增韌增強、高效能樹脂基體制備、纏繞/預浸成型技術及產品工程的應用基礎研究，形成了高效能碳纖維樹脂基纏繞/預浸複合材料及產品工程的特色研究方向，發明了碳纖維連續抽油杆、碳纖維大氣瓶、高效能碳纖維預浸料等製品，實現其產業化應用。

專家介紹

楊小平：

有機無機複合材料國家重點實驗室副主任、北京化工大學材料學院教授、博導、教育部“新世紀優秀人才支援計劃”（2005）、北京市領軍人才（2015）、曾任北京化工大學科技處長、機電學院分黨委書記

主要專案：

近5年承擔十三五“科技冬奧”重點研發計劃專案負責人、國家自然基金重點專案、GF科技專案等國家/省部級及重大橫向專案10餘項。發表文章400餘篇，專利申請/授權100餘項（其中國防專利20餘項），參編專著3本。

以第一完成人獲得省部級技術發明一等獎一項；技術發明二等獎二項、技術進步二等獎一項（均為第二完成人）。

主要研究方向：

碳纖維樹脂基複合材料、生物複合材料及口腔醫療器械、有機無機奈米碳基能源複合材料等。

Carbontech碳纖維複合材料論壇

2021年12月13-15日 | 上海跨國採購會展中心