宁波材料所高性能碳纤维及其复合材料团队科研成果手册——镀金属碳纤维
中国科学院宁波材料所高性能碳纤维及其复合材料团队（原中国科学院宁波材料所特种纤维事业部，以下简称“宁波材料所碳纤维团队”）成立于2008年，专注于高性能碳纤维国产化技术研发，经过十余年发展，团队依托发改委国家工程实验室、发改委碳纤维检测表征平台、浙江省工程实验室等平台形成了具有完全自主知识产权的三大领域技术体系：
高性能碳纤维制备技术：团队拥有发改委碳纤维制备技术国家工程实验室、高性能碳纤维产业化技术浙江省工程实验室（研究中心）等平台，已先后突破国产T800级、T1000级高强中模碳纤维关键制备技术，国产M40J、M50J、M55J、M60J、M65J级高强高模碳纤维关键制备技术，以及国产M30X、M40X、M50X、M55X型新一代高强高模高延伸碳纤维关键技术。
高性能纤维检测表征技术：团队拥有国家发改委碳纤维检测表征平台、中国化学纤维工业协会“高性能纤维制备及表征检测（宁波）平台”等，建立健全了高性能碳纤维检测专业化检测体系，开发了涵盖碳化硅纤维、芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维等多种纤维检测方法，为国内数十家企事业单位和科研院校提供检测表征服务。
纤维预浸工艺与加工技术：团队拥有专业性的高性能纤维预浸工艺加工与生产平台，可开展各种型号碳纤维预浸工艺评价及生产服务，基于不同领域对高端超薄预浸料的需求，2024年1月该平台成功开发出两款CNI QM40（M40J级）以及CNI QM55（M55J级）高模碳纤维超薄预浸料，形成批量化生产能力，此外，还可以提供各类复合材料的结构设计、分析与加工等服务。
除了上述技术以外，宁波材料所碳纤维团队为了满足用户需求还开发了低成本腈纶基碳纤维、镀金属碳纤维、耐高温热塑性上浆剂、原丝油剂等一系列技术产品，为了让大家对团队技术有更加深入了解，本号将在《成果介绍》板块对相关技术进行介绍，欢迎感兴趣的客户洽谈合作，本期介绍镀金属碳纤维技术。
1技术背景
由于具有高强度、高模量、耐腐蚀等优异性能，PAN基碳纤维在树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料等得到广泛应用。通过使用碳纤维对金属基体进行增强，既可以改善复合材料的力学性能，又可以保持质轻的优势，使其在航空航天、汽车工业等有着广泛的应用前景。
目前，碳纤维与金属基体之间普遍存在润湿性较差问题，比如在碳纤维增强铝基复合材料中，铝熔体难以充分浸渗碳纤维丝束，使其与基体界面结合较差，碳纤维无法起到增强效果，从而限制了碳纤维增强金属基复合材料的领域扩展。
电镀法可以在碳纤维表面高速沉积金属层，与T300/T700标准模量碳纤维、T800/T1000中模量碳纤维相比，高模量碳纤维含碳量在99%以上，导电性明显更优，在电镀时更有利于金属沉积。
2技术特点
宁波材料所碳纤维团队拥有成套的连续化表面电沉积设备，以自主研发的高模量碳纤维为原材料，开发出了碳纤维表面在线金属镀技术。
经过电化学镀处理后可在纤维表面均匀引入镍、铜、铝等不同类型的金属镀层，镀层厚度可控；与此同时，处理后碳纤维力学性能几乎无损失，而且导电性能大幅提升。经测试，镀金属碳纤维的电阻能够低至2欧姆每米；本技术适用于1-24K丝束碳纤维的金属化。
潜在应用：镀金属碳纤维能够满足天线、传感器、电磁屏蔽等航空航天领域，高速电动机转子、电热材料等能源领域，以及医用导线等需求。
3核心专利与合作方式
1）、发明专利 CN114775274A 一种连续表面金属化碳纤维的方法和装置（已授权）
专利发明人：钱鑫、马洪波、金璐、张永刚、王雪飞、钟俊俊、支建海

本发明涉及碳纤维表面处理技术领域，公开一种连续表面金属化碳纤维的方法和装置，可实现碳纤维表面金属化的连续制备，设备简单且处理周期短。
2）、发明专利 CN112861337B 一种碳纤维发热线加热后的表面温度预测方法（已授权）
专利发明人：苏宏明、张永刚、于水鑫、沃军康、文章苹
本发明公开了一种碳纤维发热线加热后的表面温度预测方法，采用数学模型方法预测加热后碳纤维发热线表面温度，利用此方法减少碳纤维发热线接头，提升碳纤维发热线长度的方法，来达到施工简单、提高安全性与美观性、降低成本与重量的效果。

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