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高強高模碳纖維又稱為石墨纖維，具有高比模量、高比強度、性能/功能可設計、良好的尺寸穩定性等優異特性，是衛星主次承力結構和高精高穩結構上不可替代的核心材料，也是碳纖維高性能化的發展趨勢。受國產化技術制約，航天用QM4055級高強高模碳纖維制備技術與產品長期被西方國家壟斷。

近年來，國產高強高模碳纖維發展迅速。2016年1月，寧波材料所在國內率先實現了國產M55J制備技術重大突破，制備得到的高性能碳纖維拉伸強度為4.86GPa、拉伸模量為541GPa，在模量達到國外同類產品性能（540GPa）的同時，拉伸強度遠優于國外產品（4.02GPa），同年9月進行了制備技術驗證，并獲得拉伸強度4.15GPa、拉伸模量585GPa的高強高模碳纖維，后續研究進一步實現了國產M55J高強高模碳纖維連續穩定生產，纖維主體性能批間批內離散系數＜5%。

北京化工大學等單位承擔的863計劃課題“聚丙烯腈碳纖維石墨化關鍵技術研究（2015AA03A202）”通過技術驗收。通過該課題的實施，突破了我國航天用QM4055級高強高模碳纖維制備關鍵技術，滿足熱熔預浸、熱熔纏繞工藝要求，典型結構試驗件性能滿足設計要求。

該課題在研發出低纖度、表面物理結構可控的原絲制備工藝基礎上，突破纖維中碳石墨結構徑向分布的調控技術，實現QM4055高強高模碳纖維制備關鍵技術突破；自主設計研制成功工程化規模碳纖維高溫石墨化裝備，建成我國首條十噸級QM4055級碳纖維中試線；研發出與氰酸酯樹脂基體相匹配的上漿劑產品，滿足專用復合材料結構件性能要求；掌握了高強高模碳纖維結構性能表征技術，支撐了纖維的研制生產與應用；采用熱熔預浸和熱熔纏繞工藝制備火箭衛星支座、五波紋結構和承力筒體縮比件等3種典型結構試驗件，性能滿足設計要求。

圖片來源：網絡

高性能碳纖維及其復合材料是我國新材料技術與產業發展的重點。國產高強高模碳纖維關鍵技術的突破、關鍵核心裝備的國產化和首條高強高模碳纖維工程化線的研制填補了國內空白，在碳纖維國產化進程中具有示范意義。

文章來源：北京化工大學    圖片來源：網絡

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