高性能碳纤维

中间相沥青基炭纤维

时间:2020年01月14日 来源:中科院炭材料重点实验室

项目简介

中间相沥青基炭纤维 (Mesophase pitch carbon fiber, MPCF)以石油重质油、煤沥青、纯芳烃化合物为原料制备,是一种结构/功能一体化特种材料,具有以下特征:1)高模量高,模量已达到950GPa,是理论值的92%左右,相当于聚丙烯腈基石墨纤维的1.5倍左右;2)热导率高,热导率高达6001100W/(mK) ,是聚丙烯腈基石墨纤维的45倍;3)膨胀系数小,设计自由度更大,可制得零膨胀制品。本项目合成优质可纺中间相沥青,经熔融纺丝、不熔化、炭化和石墨化后制备成中间相沥青炭纤维。

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技术指标

抗拉强度, GPa

≥2.0

导热系数, W/m·K

600800

K

0.53

抗拉模量, GPa

≥600

连续长度, m

10000

纤维直径, μm

815

?

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产品应用领域及市场前景

高性能沥青炭纤维可作为高性能C/C复合材料或树脂复合材料功能填充体,能够满足航空航天领域高温、高热传导与耐烧蚀需求;应用于人工智能领域机械手臂和高精度量具器械,满足高精度定位需求;广泛应用于体育休闲、建筑、交通运输等对材料具有高强度、高模量、高导热、耐摩擦需求的领域。

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目前研发水平

中科院山西煤炭化学研究所自20世纪80年代开始沥青基炭纤维研究工作。“七五”至“十二五”期间先后承担并完成了“通用级沥青炭纤维连续长丝的研制”、中国科学院重点项目“中间相沥青炭纤维研制”、 国家科技部“863”项目高强度、高导热碳/碳复合材料研制”、“973”计划子课题高导热碳/碳复合材料结构设计与实现机制”等项目。经多年积累,山西煤化所在沥青炭纤维制备方面建立了较为完善的科研与产业化示范装备,积累了丰富的研发经验,已形成一支集基础研究、工程化攻关、专用装备设计制造的复合型研究队伍。

作者:炭室

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