Ανακάλυψη στις ίνες άνθρακα υψηλής απόδοσης: Το Ινστιτούτο Τεχνολογίας & Μηχανικής Υλικών Ningbo επιτυγχάνει ορόσημα
Η ομάδα ινών άνθρακα και σύνθετων υλικών στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας & Μηχανικής Υλικών Ningbo, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, σημείωσε πρόσφατα μια σημαντική πρόοδο στον τομέα των ανθρακονημάτων υψηλής απόδοσης. Η καινοτόμος ανάπτυξη των ανθρακονημάτων ποιότητας M55X, γνωστή για την υψηλή αντοχή, το μέτρο και την επιμήκυνσή τους, έχει δει περαιτέρω βελτιώσεις στις μηχανικές ιδιότητες. Σύμφωνα με δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν από επαγγελματικά εγχώρια ιδρύματα, αυτό το ανθρακονήματα διαθέτει αντοχή εφελκυσμού 5,18 GPa, συντελεστή εφελκυσμού 544 GPa και επιμήκυνση στη θραύση 0,95%. Αυτά τα στοιχεία τοποθετούν τον βαθμό M55X ευνοϊκά έναντι της πρόσφατης ανάπτυξης ινών άνθρακα ποιότητας M46X της Toray Industries, η οποία καταγράφει αντοχή εφελκυσμού 5.{10}} GPa και συντελεστή εφελκυσμού 437 GPa.
Τον Ιανουάριο του 2016, η ομάδα NIMTE πέτυχε μια εγχώρια πρωτοτυπία, κατακτώντας τις βασικές τεχνικές παραγωγής για το υψηλής αντοχής, υψηλής αντοχής ίνες άνθρακα ποιότητας M55J. Μετά από μια σειρά τεχνολογικών επικυρώσεων, κλιμάκωσης για σταθερή παραγωγή και αξιολογήσεις της διαδικασίας προεμποτισμού, η ομάδα δημιούργησε το ιδιόκτητο προϊόν ανθρακονημάτων CNIQM55 (βαθμού M55J). Αυτό το ανθρακονήματα ταιριάζει με τα ξένα αντίστοιχα σε συντελεστή εφελκυσμού ενώ τα υπερβαίνει σε αντοχή εφελκυσμού, φτάνοντας τα 4,30 GPa σε σύγκριση με τον διεθνή μέσο όρο των 4,02 GPa. Το ανθρακονήματα CNIQM55 έχει εφαρμοστεί με επιτυχία σε drones κοντά στο διάστημα.
Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές ίνες άνθρακα ποιότητας M55J, οι οποίες είναι γνωστές για το υψηλό μέτρο τους αλλά είναι εύθραυστες λόγω της χαμηλότερης αντοχής και επιμήκυνσης, ο βαθμός M55X αντιπροσωπεύει μια σημαντική βελτίωση. Με βάση το CNIQM55, η ομάδα NIMTE έχει βελτιστοποιήσει τη μικροδομή και τη μακροσκοπική απόδοση της ίνας. Το ανθρακόνημα ποιότητας M55X διατηρεί συντελεστή εφελκυσμού 540 GPa ενώ ξεπερνά την αντοχή εφελκυσμού των 5,0 GPa για πρώτη φορά, σημειώνοντας αύξηση σχεδόν 1 GPa σε σχέση με το ιαπωνικό ανθρακονήματα Toray M55J. Αυτή η βελτίωση αναμένεται να βελτιώσει την ολκιμότητα και τη δυνατότητα επεξεργασίας της ίνας.
Από τώρα, η ομάδα NIMTE Carbon Fiber Team έχει αναπτύξει βασικές τεχνολογίες κατασκευής για μια ποικιλία ινών άνθρακα, συμπεριλαμβανομένων των κατηγοριών M30X, M40X, M50X και M55X. Τα προϊόντα τους έχουν ελεγχθεί και εγκριθεί από επαγγελματίες εγχώριους φορείς. Σε μια αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που κατατέθηκε τον Ιούλιο του 2023, η ομάδα απέδειξε την ικανότητα να παράγει μια ανώνυμη ίνα άνθρακα εξαιρετικά υψηλού συντελεστή με αντοχή εφελκυσμού 4,0 GPa και αξιοσημείωτο συντελεστή εφελκυσμού 640 GPa.
