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第15期紡織科技新見解學術沙龍”:碳纖維及其複材未來什麽樣?

  4月13日,由中國紡織工程學會主辦,天津工業大學、《紡織學報》編輯委員會共同承辦的“第15期紡織科技新見解學術沙龍”在北京舉行。本次沙龍的主題是“碳纖維及其複合材料製備技術及應用”,針對碳纖維、碳纖維複合材料製備技術,發展現狀及應用等從不同學科不同視角展開前沿交流,引發學術界和產業界的“產學研用”合作,以期為碳纖維及其複合材料的製備技術及其產品研發提供新觀點、新思路。
  
  中國工程院院士孫晉良、俞建勇,北京化工大學教授徐樑華,天津工業大學教授陳利擔任此次沙龍的領銜科學家。中國紡織工程學會常務副理事長伏廣偉、天津工業大學科學技術研究院常務副院長魏俊富等來自學會、高校、科研院所、企業的40餘位專家、學者以及新聞媒體界的代表出席了本次沙龍。
  
  沙龍伊始,中國紡織工程學會常務副理事長伏廣偉致辭時表示,本期沙龍的目的是探討我國碳纖維及其複合材料製備技術及應用,同時集思廣益尋找到我國碳纖維及其複合材料產業未來發展之路。他認為,從纖維到複合材料,紡織在整個過程中全流程參與,紡織行業應該成為碳纖維複合材料領域的主體,他希望紡織領域以外的專家、科學家參與進來,能夠支持紡織學科的發展,最終把價值傳遞給終端用戶。
  
  天津工業大學科學技術研究院常務副院長魏俊富致辭時談到,天津工業大學紡織學科始建於1912年,已有一百餘年的辦學曆史,是我國紡織高等教育的重要開創者和引領者之一。高性能纖維及紡織複合材料製備技術一直是天津工業大學科研重點方向之一,天津工業大學緊密圍繞國家戰略新材料發展的重大需求,以高性能複合材料應用研究為目標,特別是碳纖維及其紡織複合材料製備技術方麵,自上世紀80年代開始,多次承擔國家航空航天、國防軍工科研任務,重點解決先進紡織結構材料、樹脂基複合材料的核心科學問題和關鍵技術問題,產品在國防軍工重點型號和嫦娥衛星、神舟飛船、火箭動力係統、高超聲速飛行器中獲得應用驗證,為我國航空航天及國防事業做出突出貢獻。我們希望通過本次學術沙龍活動,為碳纖維及其複合材料新技術領域的科技創新提供新見解和新思路。
  
  上午沙龍由北京化工大學教授徐樑華主持。
  
  首先,東華大學教授餘木火作了題為《CFRP在製造業大規模應用關鍵技術與發展趨勢》的主題發言,詳細介紹了逐一攻克單個製品成本化應用整體解決方案,通過原絲生產、氧化碳化等環節的低成本製造新技術,不斷降低成本,同時介紹了中國、美國、日本、澳大利亞、歐洲等國家和地區湧現出的相關新技術。以及我國碳纖維複合材料大規模應用的機會在高鐵、汽車、建築這些細分市場的龍頭企業。
  
  中國科學院化學研究所研究員劉瑞剛作了題為《高性能PAN基碳纖維基礎研究》的主題發言時談到,碳纖維製備過程中的缺陷產生是不可避免的,缺陷結構控製對製備高性能碳纖維至關重要。碳纖維結構與性能密切相關,石墨化程度提高等有利於提高碳纖維模量。碳纖維石墨晶體間的連接結構決定其強度。PAN基碳纖維製備要從源頭做起,聚合、凝固、原絲牽伸、致密化、預氧化、碳化和石墨化過程每一步均需精細調控。
  
  天津工業大學教授徐誌偉作了題為《碳纖維微觀結構調控及其複合材料界麵設計》主題發言,針對Y射線輻照對碳纖維表麵修飾及其力學性能協同影響、低維碳納米材料對碳纖維複合材料界麵調控作了深入解析。
  
  中複神鷹碳纖維有限責任公司高級工程師連峰作了題為《幹噴濕紡碳纖維規模生產的工程化關鍵技術》的主題發言,分析了碳纖維工程化生產特性,國內碳纖維發展情況,以及存在的規模化程度低、產能釋放率低、高端領域應用牽引弱等問題。
  
  威海光威複合材料股份有限公司高級工程師馬全勝在題為《國產碳纖維在航空領域工程化應用與啟示》發言時談到,世界碳纖維主要廠商的分布情況、我國碳纖維生產企業碳纖維產能情況、我國碳纖維需求變化趨勢、碳纖維在航空領域應用對國產碳纖維的啟示。
  
  山西鋼科碳材料有限公司高級工程師劉納新在題為《高性能碳纖維製備技術研究及產業化探索》的發言中提到,太鋼高性能碳纖維研製進展、TG800H碳纖維產業化製備技術創新,並展望了國產高性能碳纖維產業化製備技術發展前景:低成本化高性能碳纖維製備技術、結構和功能一體化高性能碳纖維製備技術、高強高模高韌碳纖維製備技術。
  
  在上午的沙龍中,中國工程院院士俞建勇認真聽取了專家的發言和討論交流後表示,與會專家對於我國碳纖維發展的現狀、發展中的存在問題和未來的發展前景取得了重要的共同見解。充分肯定了我國的碳纖維從技術到產業層麵近十幾年來取得的成績,但也要正確認識我國碳纖維材料在產品品質水平上,尤其是應用水平以及高端品種、規模化生產成本控製等方麵與國際水平仍具有差距,要與國際高水平對標提升發展水平。
  
  下午沙龍由天津工業大學教授陳利主持。
  
  南京航空航天大學教授肖軍在題為《大張力纏繞技術及其應用》的發言中特別強調,經濟性是根本,不能為了降成本而降成本,要做到材盡其性,適用才是最好的。同時介紹了其帶領的團隊在纖維纏繞技術、自動鋪帶技術、自動鋪絲技術、三維局部增強技術(Z-Pin)、脈動模壓技術(ADP)等方麵的研究成果,以及未來將在張力分布優化與控製、高效纏繞技術等方麵加大研究力度。
  
  天津工業大學教授陳利作了題為《三維紡織預製體變形特征表征與分析》的主題發言時提出,預製體的纖維構造對複合材料最終力學性能有著決定性影響。紡織預製體具有典型的變形特征,揭示了預製體變形機理,虛擬纖維模型可以實現不同尺度下預製體結構精細化建模,以及預製體成型過程和變形過程的數值分析方法。
  
  北京航空航天大學教授李典森作了題為《紡織複合材料及力學》的主題發言,從宏觀/中尺度紡織複合材料及力學、微觀/納觀尺度紡織複合材料及力學、天然/仿生紡織複合材料及力學、紡織複合材料結構件的研製與應用四個方麵進行了詳細解析。並從編織件應用角度大膽設想了未來有可能出現的仿生地效懸浮超高列車,引發了到場專家們的關注。
  
  哈爾濱工業大學教授馬力作了題為《複合材料點陣結構設計製備及其力學性能》的主題發言時談到,複合材料點陣結構的製備工藝、變形規律與失效特征、夾芯結構的振動阻尼性能,點陣夾芯結構的連接、複合材料三維負泊鬆比結構、複合材料點陣結構的工程應用。
  
  天津工業大學教授張國利在題為《複合材料RTM注膠工藝調控方法與技術》的主題發言時介紹了RTM成型工藝技術局限性、RTM樹脂流動調控製新技術方法、複雜結構製件RTM成型工藝實踐成果。
  
  最後,中國工程院院士孫晉良在總結發言時表示,我國碳纖維要樹立國家品牌概念,打造國內自主的型號。我們要重視複合材料的可設計性,主動設計材料而不是簡單模仿。我們應該吸納更多業內外專家參與到碳纖維以及複合材料產業發展當中來,解決碳纖維產業化工藝與裝備核心技術突破,碳纖維及其複合材料領域人才隊伍規模有限,關鍵技術人才嚴重匱乏等問題。