2024年碳纖維及其復合材料新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應用大盤(pán)點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間：2025-01-16
以下整理了2024年部分碳纖維行業(yè)的新技術(shù)、新產(chǎn)品以及新應用：
日本東麗推出新型碳纖維TORAYCA? M46X
1月10日，東麗推出TORAYCA? M46X碳纖維，該新產(chǎn)品強度比TORAYCA? MX系列其他產(chǎn)品高出約20%，同時(shí)保持較高的拉伸模量。據悉，TORAYCA? M46X是通過(guò)采用東麗的結構控制工藝對纖維內部石墨結晶結構進(jìn)行納米級控制，從而實(shí)現纖維取向度提升以及拉伸強度增強。
美國材料科技公司研發(fā)超高密度碳/碳復合材料
1月23日，該公司表示成功應用“場(chǎng)輔助燒結技術(shù)”（FAST）研制出超高密度碳/碳復合材料。新技術(shù)使碳/碳復合材料的抗燒蝕和抗氧化能力提高近20倍，有望應用于要求苛刻的高超音速導彈和彈道再入等鼻尖和前緣部件。
三菱化學(xué)開(kāi)發(fā)超高強度碳纖維復材
2月28日，三菱化學(xué)先進(jìn)材料公司成功開(kāi)發(fā)出一種能以0.3 mm厚度注塑成型的超高強度碳纖維增強復合材料。通過(guò)采用特殊的復合技術(shù)，相比傳統注塑塑料具有更高的強度和剛性。該公司KyronMAX系列產(chǎn)品由短碳纖維混合到熱塑性樹(shù)脂中制成，可實(shí)現注塑用塑料材料的最高強度水平，最大拉伸強度為383 MPa，比通用玻璃纖維增強樹(shù)脂高70%以上，比通用碳纖維增強樹(shù)脂高30%以上。
美國能源部橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)交聯(lián)CFRP
美國能源部橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室（ORNL）設計出閉環(huán)路徑，用于合成極其堅韌的碳纖維增強聚合物，并隨后回收其所有原材料。ORNL通過(guò)向聚合物基體及其嵌入的碳纖維中添加動(dòng)態(tài)化學(xué)基團，一種名為頻哪醇的特殊醇類(lèi)取代交聯(lián)劑的共價(jià)鍵，形成的動(dòng)態(tài)鍵可賦予纖維和聚合物之間較強的界面粘附力，同時(shí)根據需要可利用熱量或化學(xué)作用將其解鎖，以實(shí)現碳纖維和聚合物之間的分離與回收。
美國赫氏推出IM9 24K連續碳纖維產(chǎn)品
3月5日，赫氏在JEC World復材展上推出新型HexTow®IM9 24K連續碳纖維，適用于航空航天領(lǐng)域的主要和次要結構件。HexTow®IM9 24K連續碳纖維是一種中模量小絲束纖維產(chǎn)品，由24000根單絲組成。平均拉伸強度超6300 MPa，拉伸模量為298 GPa，伸長(cháng)率1.9%。該款新品拉伸強度比Hexcel目前主攻航空航天高端應用的IM7纖維提高了12%。
三菱化學(xué)推出生物基碳纖預浸料
3月12日，三菱化學(xué)宣布開(kāi)發(fā)出一種使用植物衍生樹(shù)脂的BiOpreg #400系列碳纖維預浸料。BiOpreg #400系列擁有高達約25%的生物質(zhì)含量，通過(guò)植物基樹(shù)脂浸漬實(shí)現。新開(kāi)發(fā)的預浸料具有與傳統預浸料相同的性能，并且可以以相同的方式處理和成型。
光威復材M60J碳纖維成功下線(xiàn)
光威復材旗下威海拓展纖維有限公司研發(fā)生產(chǎn)的M60J碳纖維產(chǎn)品成功下線(xiàn)，順利實(shí)現工程化、產(chǎn)業(yè)化，填補了我國在該領(lǐng)域的市場(chǎng)空白。相比第一代碳纖維，M60J碳纖維的模量提高兩倍以上，模量高達588 GPa。
赫氏推出新HexForce® 1K機織增強織物
9月10日，美國赫氏宣布推出其新的HexForce®1K機織增強織物。該輕質(zhì)織物利用了赫氏專(zhuān)有的HexTow® AS4C 1K碳纖維，可生產(chǎn)高強度、低重量的復合材料，成為復合材料領(lǐng)域的一次重要突破。HexForce® 1K機織增強織物的核心技術(shù)在于其使用的1K碳纖維。這種纖維包含每束1000根單絲，與傳統的3K、6K或更大規格的碳纖維相比，1K碳纖維的優(yōu)勢在于其重量極輕，同時(shí)具有極高的強度。
日本東麗碳纖維技術(shù)獲美國船級社型式認證
9月13日，由日本東麗工業(yè)公司開(kāi)發(fā)的用于船舶原位修復的真空輔助樹(shù)脂轉移成型工藝技術(shù)獲得美國船級社（ABS）型式認證。該技術(shù)針對海上浮式生產(chǎn)儲運裝置及海洋浮式儲油卸油裝置，通過(guò)使用碳纖維增強塑料作為對因腐蝕造成的設備厚度減小部位的標準船舶維修方法。
東麗Zoltek推出碳纖維新品
日本東麗旗下Zoltek公司新推出了一款PX35-7型碳纖維。該新品是一種可與乙烯基酯樹(shù)脂體系進(jìn)行匹配的新產(chǎn)品，主要系近年來(lái)終端市場(chǎng)對用于乙烯基酯樹(shù)脂的碳纖維產(chǎn)品需求不斷增長(cháng)?；赯oltek公司專(zhuān)有的上漿劑，PX35-7型碳纖維由聚丙烯腈（PAN）前驅體纖維制成，50K大絲束規格，可以與乙烯基酯樹(shù)脂基體表現出優(yōu)異的附著(zhù)力和相容性，具備高產(chǎn)量和機械性能一致性?xún)?yōu)勢。
東洋紡開(kāi)發(fā)新型碳纖維復合紗線(xiàn)
10月23日，日本東洋紡纖維株式會(huì )社應用其獨特的復合細紗技術(shù)，制造出具有優(yōu)異抗沖擊性和耐候性的復合碳纖維和聚碳酸酯纖維紗線(xiàn)“CfC紗線(xiàn)®”?！癈fC紗線(xiàn)®”是一種碳纖維復合紗線(xiàn)，將碳纖維和熱塑性纖維結合成三層結構。紗線(xiàn)結構基于公司多年積累的獨特復合紡紗技術(shù)，具有獲得高強度所需的復合樹(shù)脂的抗滲性，以及可根據不同形狀輕松成型為各種形狀和設計的柔軟度。
中復神鷹助力陸上風(fēng)電葉片下線(xiàn)
1月21日，三一重能131米陸上風(fēng)電葉片在巴彥淖爾零碳數智產(chǎn)業(yè)園成功下線(xiàn)，其核心材料是由中復神鷹提供的干噴濕紡48K大絲束高性能碳纖維。該葉片刷新了全球最長(cháng)陸上風(fēng)電葉片的紀錄，標志著(zhù)中復神鷹干噴濕紡48K大絲束碳纖維實(shí)現在百米級以上葉片供應領(lǐng)域的重大突破。
Gemini發(fā)布新款碳纖維盤(pán)片
Gemini發(fā)布最新Rigel碳纖維盤(pán)片，該款1x Gemini Rigel正負齒碳纖維盤(pán)片采用“鍛造”碳纖維工藝和鋁制盤(pán)芯打造而成，具備堅固、耐用、輕量化及空氣動(dòng)力學(xué)性能等多重特性。據Gemini稱(chēng)，支持SRAM 3螺栓環(huán)的30T盤(pán)片僅重39克。
光威復材風(fēng)電碳梁獲DNV船級社認證
2月，光威復材風(fēng)電碳梁產(chǎn)品順利取得挪威船級社（DNV）TYPE APPROVAL和SHOP APPROVAL認證證書(shū)，標志著(zhù)公司碳梁產(chǎn)品獲得風(fēng)電行業(yè)內全球權威認可，彰顯了公司在風(fēng)電碳梁領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)實(shí)力和可靠服務(wù)。在此之前，公司預浸料產(chǎn)品已通過(guò)DNV認證，可與風(fēng)電碳梁共同服務(wù)風(fēng)電建設，為助力實(shí)現碳達峰碳中和貢獻力量。
天兵科技全碳纖維復合材料成型整流罩
張家港智能制造基地，天兵科技的大型液體運載火箭天龍三號（TL-3）圓滿(mǎn)完成了整流罩分離試驗。TL-3整流罩直徑4.2米，長(cháng)約13米，采用全碳纖維復合材料成型，是中國商業(yè)航天最大的整流罩、中國最大的全碳纖維整流罩。
商業(yè)碳纖維地鐵在青島發(fā)布
6月26日，全球首列用于商業(yè)化運營(yíng)的碳纖維地鐵列車(chē)“CETROVO 1.0碳星快軌”在青島正式發(fā)布。該列車(chē)由中車(chē)四方股份公司聯(lián)合青島地鐵集團為青島地鐵1號線(xiàn)研制，其車(chē)體、轉向架構架等主承載結構采用碳纖維復合材料制造，實(shí)現了車(chē)輛性能的全新升級。12月21日，官方表示該碳纖維示范列車(chē)項目順利通過(guò)專(zhuān)家評審，即將投入運營(yíng)。
碳纖維eVTOL首飛
7月，“飛碟”形電動(dòng)垂直起降載人航空器在廣東深圳鹽田區大梅沙海濱公園完成首飛。據悉，???????該款eVTOL由深圳智航無(wú)人機有限公司打造，機殼采用碳纖維等復合材料和航空級鋁合金制造，兼具高強度與低重量。
國內首架全碳纖維復材3D打印技術(shù)驗證機試飛成功
7月26日，同濟大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院先進(jìn)復合材料設計與制造團隊、飛行器設計與制造團隊聯(lián)合中國商飛上海飛機設計研究院追風(fēng)工作室，成功應用連續碳纖維增強樹(shù)脂基復合材料3D打印技術(shù)制造的國內首架全碳纖維復合材料3D打印技術(shù)驗證機“同飛一號”試飛成功，驗證機飛行平穩。該驗證機采用鴨式后掠翼布局，翼展達2.1 m，起飛重量?jì)H1400g。
碳纖維水平拉索應用項目完工
8月15日，常泰長(cháng)江大橋主航道橋碳纖維水平拉索架設順利完成。為發(fā)揮溫度自適應塔梁縱向約束體系的作用，建設團隊研發(fā)了抗拉強度達到2600兆帕的碳纖維復合材料，相關(guān)科研成果達到國際領(lǐng)先水平。此次大橋水平拉索單根由127絲直徑7毫米的碳纖維復合材料組成，為目前世界上碳纖維拉索長(cháng)度最長(cháng)、規?；昧孔畲蟮墓こ添椖?，單根水平拉索長(cháng)559米，全橋28根水平拉索總重量達到130噸。
香港全碳纖維純電客渡船下水
9月9日，香港新渡輪400客位純電池動(dòng)力推進(jìn)客渡船“新明珠39”號在廣州南沙下水。該船整船采用國產(chǎn)碳纖維材料建造，打破了高端碳纖維進(jìn)口材料在國產(chǎn)客船的技術(shù)壟斷。自研國產(chǎn)碳纖維與樹(shù)脂匹配后，性能與進(jìn)口材料水平相當。
我國碳纖維重載鐵路貨車(chē)正式下線(xiàn)
9月10日，由我國自主研發(fā)的首批碳纖維重載鐵路貨車(chē)，在黑龍江齊齊哈爾正式下線(xiàn)。這次下線(xiàn)的鐵路貨車(chē)共有6輛，且均是首次使用以碳纖維為主的新材料構成。貨車(chē)自重僅18噸，載重達到82噸，容積94.3立方米，為國內同軸重鐵路貨車(chē)最高水平，車(chē)輛整體技術(shù)世界領(lǐng)先。據了解，首批碳纖維重載鐵路貨車(chē)將投入煤炭重載運輸上。
西格里碳纖維助力公路橋加固
位于德國紐倫堡附近的A3高速公路上的一座64米長(cháng)公路橋BW399c，基于西格里50k SIGRAFIL®大絲束碳纖維進(jìn)行加固。該項目由Die Autobahn GmbH des Bundes委托，獲得了2024年德國鋼結構工程獎。
帝人輕量化熱塑性復合材料橫梁用于電動(dòng)方程式賽車(chē)
日本帝人、德國herone GmbH、英國Envision Racing攜手合作，成功開(kāi)發(fā)了一款采用Tenax?熱塑性塑料的復合材料橫梁，專(zhuān)為電動(dòng)方程式賽車(chē)設計。這項合作展示了尖端材料科學(xué)與先進(jìn)制造工藝的結合，并強調了創(chuàng )新伙伴關(guān)系在推動(dòng)可持續未來(lái)解決方案方面的重要作用。
巨型打印機助力建造全球最大碳復合材料火箭
美國火箭實(shí)驗室公司使用90噸巨型3D打印機——自動(dòng)纖維鋪設(AFP)機。AFP機能以驚人速度制造碳纖維層，并以超高精度構建復雜結構。目前，公司正利用AFP機打造中子火箭，有望將火箭制造時(shí)間減少15萬(wàn)個(gè)工時(shí)，這將顯著(zhù)提升中子火箭的生產(chǎn)效率，使其更具成本效益。一旦完成，中子火箭將成為全球最大碳復合材料火箭。
韓國KIST新型碳纖維復合材料結構電池
12月初，韓國科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）能源研究中心開(kāi)發(fā)出一種新型碳纖維復合材料結構電池，可顯著(zhù)提高能量密度，同時(shí)保持優(yōu)異的機械性能。新型結構電池中，碳纖維（電極、集電器）的體積分數增長(cháng)約160%，使電極與電解液的接觸面積增加，從而提高了能量密度。同時(shí)，碳纖維的增強作用也使得電池的機械性能顯著(zhù)提升。
來(lái)源：Carbontech
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