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第15期金沙贵宾科技新见解学术沙龙”:碳纤维及其复材未来什么样?

  4月13日,由金沙贵宾会2999工程学会主办,天津工业大学、《金沙贵宾学报》编辑委员会共同承办的“第15期金沙贵宾科技新见解学术沙龙”在北京举行。本次沙龙的主题是“碳纤维及其复合材料制备技术及应用”,针对碳纤维、碳纤维复合材料制备技术,发展现状及应用等从不同学科不同视角展开前沿交流,引发学术界和产业界的“产学研用”合作,以期为碳纤维及其复合材料的制备技术及其产品研发提供新观点、新思路。
  
  中国工程院院士孙晋良、俞建勇,北京化工大学教授徐樑华,天津工业大学教授陈利担任此次沙龙的领衔科学家。金沙贵宾会2999工程学会常务副理事长伏广伟、天津工业大学科学技术研究院常务副院长魏俊富等来自学会、高校、科研院所、企业的40余位专家、学者以及资讯媒体界的代表出席了本次沙龙。
  
  沙龙伊始,金沙贵宾会2999工程学会常务副理事长伏广伟致辞时表示,本期沙龙的目的是探讨我国碳纤维及其复合材料制备技术及应用,同时集思广益寻找到我国碳纤维及其复合材料产业未来发展之路。他认为,从纤维到复合材料,金沙贵宾在整个过程中全流程参与,金沙贵宾行业应该成为碳纤维复合材料领域的主体,他希翼金沙贵宾领域以外的专家、科学家参与进来,能够支撑金沙贵宾学科的发展,最终把价值传递给终端用户。
  
  天津工业大学科学技术研究院常务副院长魏俊富致辞时谈到,天津工业大学金沙贵宾学科始建于1912年,已有一百余年的办学历史,是我国金沙贵宾高等教育的重要开创者和引领者之一。高性能纤维及金沙贵宾复合材料制备技术一直是天津工业大学科研重点方向之一,天津工业大学紧密围绕国家战略新材料发展的重大需求,以高性能复合材料应用研究为目标,特别是碳纤维及其金沙贵宾复合材料制备技术方面,自上世纪80年代开始,多次承担国家航空航天、国防军工科研任务,重点解决先进金沙贵宾结构材料、树脂基复合材料的核心科知识题和关键技术问题,产品在国防军工重点型号和嫦娥卫星、神舟飞船、火箭动力系统、高超声速飞行器中获得应用验证,为我国航空航天及国防事业做出突出贡献。大家希翼通过本次学术沙龙活动,为碳纤维及其复合材料新技术领域的科技创新提供新见解和新思路。
  
  上午沙龙由北京化工大学教授徐樑华主持。
  
  首先,东华大学教授余木火作了题为《CFRP在制造业大规模应用关键技术与发展趋势》的主题发言,详细先容了逐一攻克单个制品成本化应用整体解决方案,通过原丝生产、氧化碳化等环节的低成本制造新技术,不断降低成本,同时先容了中国、美国、日本、澳大利亚、欧洲等国家和地区涌现出的相关新技术。以及我国碳纤维复合材料大规模应用的机会在高铁、汽车、建筑这些细分市场的龙头企业。
  
  中国科学院化学研究所研究员刘瑞刚作了题为《高性能PAN基碳纤维基础研究》的主题发言时谈到,碳纤维制备过程中的缺陷产生是不可避免的,缺陷结构控制对制备高性能碳纤维至关重要。碳纤维结构与性能密切相关,石墨化程度提高等有利于提高碳纤维模量。碳纤维石墨晶体间的连接结构决定其强度。PAN基碳纤维制备要从源头做起,聚合、凝固、原丝牵伸、致密化、预氧化、碳化和石墨化过程每一步均需精细调控。
  
  天津工业大学教授徐志伟作了题为《碳纤维微观结构调控及其复合材料界面设计》主题发言,针对Y射线辐照对碳纤维表面修饰及其力学性能协同影响、低维碳纳米材料对碳纤维复合材料界面调控作了深入解析。
  
  中复神鹰碳纤维有限责任企业高级工程师连峰作了题为《干喷湿纺碳纤维规模生产的工程化关键技术》的主题发言,分析了碳纤维工程化生产特性,国内碳纤维发展情况,以及存在的规模化程度低、产能释放率低、高端领域应用牵引弱等问题。
  
  威海光威复合材料股份有限企业高级工程师马全胜在题为《国产碳纤维在航空领域工程化应用与启示》发言时谈到,世界碳纤维主要厂商的分布情况、我国碳纤维生产企业碳纤维产能情况、我国碳纤维需求变化趋势、碳纤维在航空领域应用对国产碳纤维的启示。
  
  山西钢科碳材料有限企业高级工程师刘纳新在题为《高性能碳纤维制备技术研究及产业化探索》的发言中提到,太钢高性能碳纤维研制进展、TG800H碳纤维产业化制备技术创新,并展望了国产高性能碳纤维产业化制备技术发展前景:低成本化高性能碳纤维制备技术、结构和功能一体化高性能碳纤维制备技术、高强高模高韧碳纤维制备技术。
  
  在上午的沙龙中,中国工程院院士俞建勇认真听取了专家的发言和讨论交流后表示,与会专家对于我国碳纤维发展的现状、发展中的存在问题和未来的发展前景取得了重要的共同见解。充分肯定了我国的碳纤维从技术到产业层面近十几年来取得的成绩,但也要正确认识我国碳纤维材料在产品品质水平上,尤其是应用水平以及高端品种、规模化生产成本控制等方面与国际水平仍具有差距,要与国际高水平对标提升发展水平。
  
  下午沙龙由天津工业大学教授陈利主持。
  
  南京航空航天大学教授肖军在题为《大张力缠绕技术及其应用》的发言中特别强调,经济性是根本,不能为了降成本而降成本,要做到材尽其性,适用才是最好的。同时先容了其带领的团队在纤维缠绕技术、自动铺带技术、自动铺丝技术、三维局部增强技术(Z-Pin)、脉动模压技术(ADP)等方面的研究成果,以及未来将在张力分布优化与控制、高效缠绕技术等方面加大研究力度。
  
  天津工业大学教授陈利作了题为《三维金沙贵宾预制体变形特征表征与分析》的主题发言时提出,预制体的纤维构造对复合材料最终力学性能有着决定性影响。金沙贵宾预制体具有典型的变形特征,揭示了预制体变形机理,虚拟纤维模型可以实现不同尺度下预制体结构精细化建模,以及预制体成型过程和变形过程的数值分析方法。
  
  北京航空航天大学教授李典森作了题为《金沙贵宾复合材料及力学》的主题发言,从宏观/中尺度金沙贵宾复合材料及力学、微观/纳观尺度金沙贵宾复合材料及力学、天然/仿生金沙贵宾复合材料及力学、金沙贵宾复合材料结构件的研制与应用四个方面进行了详细解析。并从编织件应用角度大胆设想了未来有可能出现的仿生地效悬浮超高列车,引发了到场专家们的关注。
  
  哈尔滨工业大学教授马力作了题为《复合材料点阵结构设计制备及其力学性能》的主题发言时谈到,复合材料点阵结构的制备工艺、变形规律与失效特征、夹芯结构的振动阻尼性能,点阵夹芯结构的连接、复合材料三维负泊松比结构、复合材料点阵结构的工程应用。
  
  天津工业大学教授张国利在题为《复合材料RTM注胶工艺调控方法与技术》的主题发言时先容了RTM成型工艺技术局限性、RTM树脂流动调控制新技术方法、复杂结构制件RTM成型工艺实践成果。
  
  最后,中国工程院院士孙晋良在总结发言时表示,我国碳纤维要树立国家品牌概念,打造国内自主的型号。大家要重视复合材料的可设计性,主动设计材料而不是简单模仿。大家应该吸纳更多业内外专家参与到碳纤维以及复合材料产业发展当中来,解决碳纤维产业化工艺与装备核心技术突破,碳纤维及其复合材料领域人才队伍规模有限,关键技术人才严重匮乏等问题。
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