近日，中科院宁波材料所碳纤维及其复合材料工程实验室高性能碳纤维中试线上传来好消息，实现了拉伸强度3.70GPa、拉伸模量610GPa的PAN基超高模量碳纤维连续稳定制备，在国产高强高模碳纤维领域再次实现重大突破。

　　对于PAN基高强高模碳纤维，目前拉伸模量最高的两款型号产品分别是日本东丽M65J碳纤维拉伸模量为640GPa（强度3.50GPa）和日本帝人公司（原东邦）UM68纤维拉伸模量650GPa（强度3.33GPa）。

 

　　M65J和UM68两款碳纤维代表了PAN基高强高模碳纤维技术的最高水平，但是并未形成商业化产品。目前已商业化的具有最高模量的PAN基碳纤维为日本东丽M60J碳纤维（模量588GPa）。

 

　　2018年3月，宁波材料所在国内率先实现国产M60J级高强高模碳纤维关键制备技术突破，关键产品填补了国内空白；经过近两年不懈努力，宁波材料所已经实现国产M60J级高强高模碳纤维小批量稳定制备。

 

　　2016年1月，宁波材料所在国内率先实现了国产M55J制备技术重大突破，同年9月进行了制备技术验证，并获得拉伸强度4.15GPa、拉伸模量585GPa的高强高模碳纤维，后续进一步成功实现了国产M55J高强高模碳纤维连续稳定生产，纤维主体性能批间批内离散系数远＜5%。随后，针对国产高强高模碳纤维工艺分析、结构研究、性能优化开展了详细研究，尤其是重点开展高温石墨化环境中碳纤维拉伸强度保留率研究工作，近期成功制备拉伸强度5.24GPa、拉伸模量593GPa的高强高模碳纤维，与日本东丽M60J高强高模碳纤维（拉伸强度3.92GPa、拉伸模量588GPa）相比，继续保持了拉伸强度上的优势。

 

　　高强高模碳纤维具有拉伸模量高、热膨胀系数小、尺寸稳定等系列优点，依靠其独特结构与性能优势，成为宇宙飞行器及航空航天等领域关键原材料。近年来国产高强高模碳纤维发展迅速，宁波材料所、北京化工大学等科研单位先后突破了国产M55J高强高模碳纤维制备技术，国内部分企业正在开展M55J工程化技术攻关，而宁波材料所国产M60J高强高模碳纤维关键制备技术突破将有力促进国内在该领域的技术发展。

 

　　在开展国产系列高强高模碳纤维技术突破及稳定化制备的同时，研究团队秉承锐意进取、开拓创新、合作共赢的工作理念，与国内碳纤维及其复合材料上下游企业建立良好合作关系，开展了国产M55J级碳纤维预浸料制备和复合材料性能评价工作，并将进一步开展构件评价与验证等。

 

　　研究团队在国产M55J级高强高模碳纤维应用评价工作基础上，将进一步开展国产M60J级高强高模碳纤维稳定制备技术研究，并与国内碳纤维优势企业密切合作，积极开展产学研合作，支撑相关任务的发展。

 

　　在此基础上，宁波材料所科研人员向拉伸模量600GPa以上的更高等级超高模量碳纤维关键制备技术开展攻关，终于在近日实现了拉伸模量高达610GPa的PAN基超高模量碳纤维的连续稳定制备，而在线抽样产品经国内专业结构检测显示，纤维拉伸强度3.70GPa、拉伸模量高达610GPa。

 

　　截止目前，宁波材料所特种纤维事业部高性能碳纤维中试线连续化稳定的高模碳纤维产品中最高模量已达到624GPa（强度4.36GPa），该型产品的研制成功为下一步冲击国外最高技术产品奠定了基础。