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FRP玻璃鋼復(fù)合材料論壇

標(biāo)題: 我國(guó)碳纖維現(xiàn)狀之二 [打印本頁(yè)]

作者: biyebo 時(shí)間: 2004-10-21 12:41
標(biāo)題: 我國(guó)碳纖維現(xiàn)狀之二
大連興科碳纖維有限公司擴(kuò)產(chǎn)600T/a 碳纖維項(xiàng)目商業(yè)計(jì)劃書 一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介 （一）研發(fā)情況 材料科學(xué)與工程是當(dāng)前世界第三次產(chǎn)業(yè)革命的三大支柱之一。碳纖維作為高性能無(wú)機(jī)類纖維及其復(fù)合材料的重要組成部分，正以無(wú)可比擬的優(yōu)異性能而嶄露頭角，必將迅猛發(fā)展。 碳纖維的發(fā)展，經(jīng)歷了從實(shí)驗(yàn)室制作到工業(yè)化生產(chǎn)，從以宇航、軍事領(lǐng)域應(yīng)用為主到民用工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，從小絲束碳纖維生產(chǎn)工藝到大絲束纖維生產(chǎn)工藝幾個(gè)過程。1950年，美國(guó)Wright-Patterson空軍基地開始從人造絲制碳纖維。1958年美國(guó)Union Carbide公司用人造絲進(jìn)行了碳化，實(shí)現(xiàn)了碳纖維織物的工業(yè)生產(chǎn)，并以商品形式出售。1964年英國(guó)皇家航空研究所的Watt等人，在預(yù)氧化過程中對(duì)纖維施加張力，為制取高強(qiáng)度和高模量碳纖維開辟了新的途徑。隨后他們利用這些技術(shù)開始生產(chǎn)聚丙烯腈基（PNA）碳纖維。1969年日本東麗公司研究成功特殊的共聚PAN纖維，并結(jié)合美國(guó)Union Carbide公司的碳化技術(shù)，生產(chǎn)出高強(qiáng)度、高模量的碳纖維。其后該公司產(chǎn)量一直占世界高性能碳纖維產(chǎn)量的首位。隨著碳纖維的發(fā)展，美、日、英、法、德等國(guó)的碳纖維產(chǎn)量逐年增加，1970年為20噸，1979年已增至近560噸，到1990年時(shí)需求已達(dá)6500噸左右，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，碳纖維及其復(fù)合材料已從初創(chuàng)期轉(zhuǎn)入增長(zhǎng)發(fā)展期，其工業(yè)地位已基本確立。然而，當(dāng)時(shí)依托航空航天和國(guó)防軍事領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的碳纖維，產(chǎn)品主要是1K、3K、6K等稱之為宇航級(jí)碳纖維，也稱之小絲束碳纖維，小絲束碳纖維的最大缺點(diǎn)是：成本較高，價(jià)格昂貴。近年來(lái)，隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，碳纖維在國(guó)防領(lǐng)域的需求增長(zhǎng)量趨緩，而高昂的價(jià)格又極大地限制了小絲束碳纖維在民用工業(yè)領(lǐng)域中的發(fā)展。因此碳纖維逐漸轉(zhuǎn)向發(fā)展民用工業(yè)使用的工業(yè)級(jí)碳纖維，又稱之為大絲束碳纖維，大絲束碳纖維所采用的原絲是從紡織用聚丙烯腈原絲通過工藝技術(shù)改進(jìn)生產(chǎn)的原絲。大絲束碳纖維的特點(diǎn)是：產(chǎn)品成本較低，價(jià)格便宜，產(chǎn)品性能足以滿足民用工業(yè)的需求。由于大絲束具有優(yōu)異的價(jià)格能力，因此近年來(lái)的發(fā)展極為迅速，1997年國(guó)外大絲束生產(chǎn)能力為2750噸，而1998年已達(dá)到4100噸，增長(zhǎng)了近49%。 我國(guó)對(duì)碳纖維的研究從六十年代開始，并自1975年11月全國(guó)第一次碳纖維及復(fù)合材料會(huì)議之后，一直將碳纖維及其復(fù)合材料納入國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目，先后有冶金部，中科院，化工部等單位組織攻關(guān)。三十多年來(lái)，我國(guó)碳纖維從無(wú)到有，碳纖維在生產(chǎn)工藝和復(fù)合材料應(yīng)用方面取得了一定的研究成果。至今，我國(guó)仍不具備碳纖維的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。另外，我國(guó)的碳纖維生產(chǎn)水平還比較低，性能不穩(wěn)定，價(jià)格卻相當(dāng)昂貴。國(guó)防和民用碳纖維產(chǎn)品基本上完全依賴進(jìn)口。目前我國(guó)碳纖維水平相當(dāng)于國(guó)外七十年代中期水平，與國(guó)外差距約在15-20年。正當(dāng)國(guó)內(nèi)一些廠家在努力攻克T300水平的碳纖維之際，大連興科碳纖維有限公司（年產(chǎn)80T）依靠進(jìn)口國(guó)外原絲研制并生產(chǎn)出T300J（接近T400）的PNA基碳纖維，到2002年10月產(chǎn)量將由原80~100T/a達(dá)到160~200T/a。大連興科碳纖維設(shè)備生產(chǎn)線工藝解決了30年來(lái)碳化過程中皮芯結(jié)構(gòu)問題；解決了形成碳絲焦油蒸發(fā)問題；實(shí)際改造了碳化爐結(jié)構(gòu)問題；耗電量低，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到日本T300水平，生產(chǎn)成本比進(jìn)口低，被國(guó)家科委專家組鑒定為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，工藝獨(dú)創(chuàng)。并于2002年1月16日獲得中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的實(shí)用新型專利證書。 （二）產(chǎn)品的特點(diǎn)與應(yīng)用 大連興科碳纖維有限公司的產(chǎn)品以PNA基高強(qiáng)度碳纖維產(chǎn)品為主。碳纖維主要特點(diǎn)是從強(qiáng)度和密度得出的比強(qiáng)度和比模量高。碳纖維日趨兼?zhèn)湟幌盗袃?yōu)異性能和功能。這些綜合特性主要有以下幾個(gè)方面： （1）具有碳材料的具有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，易于復(fù)合； （2）各向異性，設(shè)計(jì)自由度大，可進(jìn)行多種方案的設(shè)計(jì)，以滿足不同制品對(duì)其性能的要求； （3）可與其他纖維混合增強(qiáng)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相得益彰，使增強(qiáng)效果更加顯著； （4）密度小，質(zhì)量輕； （5）高模量（200-700G），高剛性； （6）高強(qiáng)度，強(qiáng)而堅(jiān)。三型碳纖維比強(qiáng)度是鋼的62倍以上，而且成型工藝好，其最大特點(diǎn)是彈性模量高，抗變性能力比鋼大兩倍多，抗拉強(qiáng)度30-40T/cm2pa，而比重不到鋼的四分之一，高彈模量比鋼鐵大16倍，僅3.6kg重的衛(wèi)星支架，卻承受9000ks重的負(fù)荷； （7）耐疲勞，使用壽命長(zhǎng)； （8）自潤(rùn)滑，耐磨損； （9）吸能減振，對(duì)振動(dòng)有優(yōu)異的衰減功能； （10）熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定； （11）熱導(dǎo)性好，不蓄熱； （12）耐腐蝕，不生銹。金屬中耐腐蝕最強(qiáng)的是黃金和鉑，在"王水"溶液中它們會(huì)千瘡百孔，而"王水"中的碳纖維卻安然無(wú)恙； （13）在惰性氣體中的耐熱性出類拔萃； （14）導(dǎo)電，非磁性； （15）具有屏蔽電磁波的功能； （16）X射線透過性好； （17）與生物的相容性好。 興科公司的碳纖維及其復(fù)合材料具有如上所述優(yōu)異性能，充分顯示其優(yōu)異的一材多能、一材多用的特點(diǎn)。它和樹脂形成的復(fù)合材料的比模量比鋼和鋁合金高4倍，比強(qiáng)度也高8-10倍。因此由碳纖維增強(qiáng)的樹脂、陶瓷，金屬等復(fù)合材料，主要應(yīng)用于如下幾個(gè)領(lǐng)域： （1）航空航天領(lǐng)域上的應(yīng)用 宇宙空間發(fā)射物體需要極大的推力，重量的減輕會(huì)帶來(lái)極大的效益，此外宇宙空間溫度變化劇烈，要求材料耐高低溫交變以及尺寸穩(wěn)定，碳纖維復(fù)合材料(CFRP)是比較理想的材料。早在七十年代初期，美國(guó)軍用F-14，F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機(jī)就部分采用碳纖維復(fù)合材料作為主承力結(jié)構(gòu)材料。1986年底碳纖維復(fù)合材料用于"旅行者號(hào)"運(yùn)輸機(jī)上占結(jié)構(gòu)材料的90%，隨著碳纖維復(fù)合材料性能的不斷提高，碳纖維復(fù)合材料在大型民用客機(jī)翼，機(jī)身等部位進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。 （2）民用工業(yè)和高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用 目前全球正致力于"超導(dǎo)熱"的實(shí)用化，將給人類的生產(chǎn)和生活帶來(lái)許多好處，超導(dǎo)材料品種繁多，其中之一就是以碳纖維芯材而產(chǎn)生的超導(dǎo)現(xiàn)象，超導(dǎo)材料可應(yīng)用于磁懸浮火車，超導(dǎo)電機(jī)，超導(dǎo)計(jì)算機(jī)集成電路等方面，有著很廣闊的應(yīng)用前景。 在紡織工業(yè)中箭桿織機(jī)是八十年代的一種新機(jī)型，為了保證送緯及接緯劍頭交接緯線時(shí)的準(zhǔn)確性及降低噪聲，剛性劍桿織機(jī)的箭桿，箭頭都使用碳纖維材料。此外，撓性劍桿織機(jī)劍帶，劍輪及其它配件也使用碳纖維，除紡織工業(yè)使用外，還可制造碳纖維復(fù)合材料消音磁頭殼，集成電路裝片機(jī)吸咀，揚(yáng)聲器紙盒，電器儀表指針，賽車工業(yè)中汽車底盤，車身部件和剎車片以及各種汽車驅(qū)動(dòng)軸等。碳纖/熱塑性樹脂復(fù)合材料還可以制造各種齒輪，閥門，耐腐蝕，耐高溫介質(zhì)幫泵的泵殼以及風(fēng)機(jī)的零件，此外還可用做石棉代用品，高壓氣瓶，高精度羅拉等產(chǎn)品，以及近年來(lái)正在向橋梁加固、原油提取、混凝土的補(bǔ)強(qiáng)加固等領(lǐng)域延伸，顯示了廣闊前景。 （3）體育休閑用品方面的應(yīng)用 文體用品采用碳纖維復(fù)合材料是從釣魚竿和高爾夫球竿開始的，現(xiàn)已有二十多年歷史，目前碳纖維復(fù)合材料高爾夫球竿，網(wǎng)球拍，羽毛球拍，棒球棒，自行車，快艇，雪橇及音響設(shè)備等方面得到廣泛應(yīng)用。 用碳纖維復(fù)合材料制的釣魚竿不但重量輕，剛度大，而且振動(dòng)衰減迅速，魚竿的重心點(diǎn)和竿的平衡可自由設(shè)計(jì)，使釣魚桿的性能得以極大提高。近年來(lái)用高強(qiáng)高模碳纖維制造的高級(jí)魚竿的重量不到300克，而長(zhǎng)度可達(dá)12米。高爾夫球竿在設(shè)計(jì)桿的撓曲度，扭轉(zhuǎn)或式樣上可有效利用碳纖維特征，伴隨桿重的減輕，球飛行距離可提高，另外，目前賽車，賽艇等也已都用碳纖維復(fù)合材料制造。人們對(duì)文體用品往往追求時(shí)髦和使用效果，碳纖維復(fù)合材料在文體用品方面市場(chǎng)將越來(lái)越廣闊。 結(jié)論：通過對(duì)大連興科的碳纖維產(chǎn)品與國(guó)外同型號(hào)產(chǎn)品的指標(biāo)分析對(duì)比，以及科學(xué)技術(shù)委員會(huì)的科技成果鑒定，表明大連興科碳纖維公司的生產(chǎn)工藝已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。 二、公司基本情況介紹 （一）設(shè)立情況 公司預(yù)先核準(zhǔn)名稱：大連興科碳纖維有限公司 建設(shè)地址：大連市金洲區(qū) 現(xiàn)注冊(cè)資金驗(yàn)資：3000萬(wàn)元 企業(yè)類型：有限責(zé)任公司 登記機(jī)關(guān)：大連市工商局 （二）完成的主要工作 為了開創(chuàng)我國(guó)的碳纖維事業(yè)，2001年蕭忠淵先生和支持者發(fā)起設(shè)立了大連興科碳纖維有限公司。目前大連興科碳纖維有限公司總投資9000萬(wàn)元，占地13280平方米，建筑面積6000平方米。大連興科碳纖維有限公司是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)唯一一家實(shí)現(xiàn)碳纖維產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，年產(chǎn)碳纖維380噸。并與2002年8月8日通過了ISO9000質(zhì)量認(rèn)證。 大連興科碳纖維有限公司是一個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、擁有自己的生產(chǎn)技術(shù)，集科研、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的創(chuàng)業(yè)型民營(yíng)高科技企業(yè)。公司與大連化工物理研究所、哈爾濱復(fù)合材料研究所、航天部三院六室等科研單位建立了戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，將憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)和人才優(yōu)勢(shì)，開拓進(jìn)取，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力。2002年蕭忠淵先生又以大連興科碳纖維公司作為發(fā)起人初步設(shè)立了大連兄弟碳纖維有限公司，公司建設(shè)地址為高新園區(qū)七賢嶺產(chǎn)業(yè)化基地，規(guī)劃用地面積為24417平方米，力爭(zhēng)在幾年內(nèi)將其發(fā)展成為中國(guó)的新材料基地。 三、管理團(tuán)隊(duì) 大連興科公司擁有一支高水平的管理團(tuán)隊(duì)，他們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)、市場(chǎng)營(yíng)銷、科研開發(fā)、人事關(guān)系等方面具有直接的技術(shù)知識(shí)與豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 1、蕭忠淵：（男，54年生），本科，高級(jí)工程師，中國(guó)科學(xué)院《新型碳材料》編輯顧問，中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)理事，遼寧省復(fù)合材料學(xué)會(huì)常務(wù)理事，興科公司董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理。 蕭先生是大連興科碳纖維公司和大連兄弟碳纖維公司的創(chuàng)始人，他具有多年的市場(chǎng)、企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)。蕭先生自1978年湖南大學(xué)材料系畢業(yè)后，歷任大連碳素纖維廠廠長(zhǎng)，大連興科碳纖維公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理，入選中華國(guó)際名人錄。主要研究成果： （1）1993年國(guó)家兵器工業(yè)部743廠軍轉(zhuǎn)民項(xiàng)目（火車軸熱處理工藝及裝置總設(shè)計(jì)并制造）； （2）1990年設(shè)計(jì)出我國(guó)第一條碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線； （3）汽車用壓縮天然氣儲(chǔ)罐制造工藝； （4）大連興科碳纖維設(shè)備生產(chǎn)線工藝被國(guó)家科委專家組鑒定為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并獲大連市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。 （5）火箭、無(wú)控火箭發(fā)動(dòng)機(jī)喉襯。（復(fù)合材料）軍品等不便詳細(xì)介紹。

作者: bachelor 時(shí)間: 2004-10-21 13:45
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