高強(qiáng)高模碳纖維具有高比模量、高比強(qiáng)度、性能/功能可設(shè)計(jì)、良好的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)異特性，是衛(wèi)星主次承力結(jié)構(gòu)和高精高穩(wěn)結(jié)構(gòu)上不可替代的核心材料，也是碳纖維高性能化的發(fā)展趨勢(shì)。受國(guó)產(chǎn)化技術(shù)制約，航天用QM4055級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維制備技術(shù)與產(chǎn)品長(zhǎng)期被西方國(guó)家壟斷。
該課題在研發(fā)出低纖度、表面物理結(jié)構(gòu)可控的原絲制備工藝基礎(chǔ)上，突破纖維中碳石墨結(jié)構(gòu)徑向分布的調(diào)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)QM4055高強(qiáng)高模碳纖維制備關(guān)鍵技術(shù)突破；自主設(shè)計(jì)研制成功工程化規(guī)模碳纖維高溫石墨化裝備，建成我國(guó)首條十噸級(jí)QM4055級(jí)碳纖維中試線；研發(fā)出與氰酸酯樹脂基體相匹配的上漿劑產(chǎn)品，滿足專用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件性能要求；掌握了高強(qiáng)高模碳纖維結(jié)構(gòu)性能表征技術(shù)，支撐了纖維的研制生產(chǎn)與應(yīng)用；采用熱熔預(yù)浸和熱熔纏繞工藝制備火箭衛(wèi)星支座、五波紋結(jié)構(gòu)和承力筒體縮比件等3種典型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件，性能滿足設(shè)計(jì)要求。
高性能碳纖維及其復(fù)合材料是我國(guó)新材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)高模碳纖維關(guān)鍵技術(shù)的突破、關(guān)鍵核心裝備的國(guó)產(chǎn)化和首條高強(qiáng)高模碳纖維工程化線的研制填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，在碳纖維國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中具有示范意義。
