简报5期

2011 August NIMTE TODAY LIGHT and STRONG 碳 纤 维 复 合 材 料 02 碳 纤 维 复 合 材 料 电 动 车 研 究 进 展 04 热 塑 性 碳 纤 维 复 合 材 料 成 型 技 术 研 究 进 展 06 碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 跨 尺 度 设 计 和 优 化 仿 真 08 热 压 罐 成 型 技 术 运 用 09 高 精 度 RTM 注 胶 机 的 研 发 10 民 之 利 器 : 碳 纤 维 复 合 材 料 11 碳 纤 维 复 合 材 料 车 门 外 板

NIMTE Today 碳 纤 维 复 合 材 料 复 合 材 料 是 指 由 两 种 或 两 种 以 上 具 有 不 同 物 理 化 学 性 质 的 材 料, 通 过 复 合 工 艺 组 合 而 成 的 新 型 材 料 它 既 能 保 留 原 组 成 材 料 的 主 要 特 色, 并 通 过 复 合 效 应 获 得 原 组 分 所 不 具 备 的 性 能, 还 可 以 通 过 材 料 设 计 使 各 组 分 的 性 能 相 互 补 充 并 彼 此 关 联, 从 而 获 得 新 的 优 越 性 能 复 合 材 料 中 的 组 分 材 料 按 照 所 起 作 用 分 为 增 强 材 料 和 基 体 材 料, 碳 纤 维 复 合 材 料 是 指 以 碳 纤 维 为 增 强 材 料 的 一 类 复 合 材 料 碳 纤 维 是 一 种 力 学 性 能 优 异 的 新 材 料, 它 的 比 重 不 到 钢 的 1/4, 碳 纤 维 树 脂 复 合 材 料 抗 拉 强 度 一 般 都 在 3500Mpa 以 上, 是 钢 的 7~9 倍, 抗 拉 弹 性 模 量 为 23000~43000Mpa 亦 高 于 钢, 因 此 由 碳 纤 维 和 树 脂 结 合 而 成 的 碳 纤 维 复 合 材 料 具 有 轻 质 比 强 度 高 比 刚 度 高 优 良 的 减 振 性 抗 疲 劳 性 能 好 耐 高 温 等 优 异 的 特 点 鉴 于 以 上 诸 多 的 优 异 特 性, 碳 纤 维 复 合 材 料 的 应 用 范 围 越 来 越 广, 从 50 年 代 主 要 应 用 在 火 箭 宇 航 及 航 空 等 尖 端 科 学, 到 80 年 代 被 广 泛 应 用 于 体 育 器 械 纺 织 化 工 机 械 及 医 学 领 域 随 着 高 性 能 及 超 高 性 能 碳 纤 维 的 相 继 出 现, 碳 纤 维 复 合 材 料 已 经 在 第 四 代 飞 机 上 大 显 身 手, 成 为 新 一 代 大 型 飞 机 机 体 的 主 要 结 构 材 料, 如 A380 B787 等, 碳 纤 维 比 重 达 15% 以 上 同 时, 随 着 碳 纤 维 制 备 技 术 的 普 及, 在 民 用 工 业 领 域, 包 括 汽 车 能 源 建 筑 船 舶 等 行 业, 碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 也 越 来 越 多 地 被 用 来 取 代 传 统 材 料 目 前 全 球 碳 纤 维 复 合 材 料 在 各 个 领 域 的 需 求 比 例 大 致 为 体 育 19%, 航 空 23%, 工 业 58% 中 国 科 学 院 宁 波 材 料 技 术 与 工 程 研 究 所 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 创 建 于 2008 年, 目 前 已 与 国 内 多 家 科 研 单 位 和 企 业 建 立 起 良 好 的 合 作 关 系, 先 后 与 宁 波 华 缘 集 团 有 限 公 司 宁 波 敏 实 汽 车 零 部 件 技 术 研 发 有 限 公 司 日 升 集 团 有 限 公 司 等 建 立 了 研 发 中 心, 已 为 企 业 解 决 了 若 干 个 生 产 中 的 技 术 难 题, 合 作 成 果 受 到 了 企 业 好 评 ; 已 承 担 或 参 与 了 中 科 院 方 向 性 项 目 2 项, 中 央 级 科 学 事 业 单 位 修 缮 购 置 专 项 资 金 装 备 计 划 一 项, 宁 波 市 高 校 院 所 科 技 研 发 资 助 项 目 1 项, 国 家 浙 江 省 和 宁 波 市 自 然 科 学 基 金 项 目 共 6 项, 宁 波 市 科 技 创 新 团 队 1 项, 以 及 多 项 企 业 合 作 项 目 等 ; 经 过 多 个 项 目 的 锻 炼 和 培 养, 已 形 成 一 支 年 轻 业 务 能 力 强 合 作 精 神 佳 创 新 风 气 浓 的 多 学 科 多 层 次 的 研 究 队 伍, 覆 盖 了 高 分 子 材 料 复 合 材 料 计 算 力 学 机 械 设 计 和 自 动 化 控 制 等 专 业, 现 有 研 究 员 1 名, 副 研 究 员 2 名, 高 级 工 程 师 3 名, 在 站 博 士 后 1 名, 助 研 工 程 师 及 其 他 科 研 和 工 程 技 术 人 员 研 究 生 温 总 理 视 察 我 所 碳 纤 维 复 合 材 料 研 发 成 果 2

NIMTE Today 近 20 名 经 过 3 年 多 的 建 设, 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 已 初 步 建 立 较 完 备 的 贯 穿 复 合 材 料 材 料 研 究 - 结 构 设 计 - 工 艺 开 发 一 体 化 的 科 研 条 件, 占 地 面 积 484m 2, 拥 有 包 括 高 精 度 树 脂 注 胶 机 干 态 预 浸 机 热 压 罐 纤 维 织 物 数 控 裁 床 预 浸 料 排 布 机 纤 维 铺 缝 机 轨 道 式 干 燥 箱 真 空 干 燥 箱 模 温 机 纤 维 / 基 体 界 面 粘 接 强 度 仪 万 能 试 验 机 粘 度 仪 机 械 手 曙 光 服 务 器 等 在 内 的 科 研 装 备 20 多 台 / 套 经 过 团 队 全 体 成 员 的 不 懈 努 力, 在 十 一 五 期 间 已 完 成 电 动 车 项 目 配 套 示 范 性 碳 纤 维 复 合 材 料 车 身 大 面 积 异 型 覆 盖 件 的 研 制, 主 要 包 括 发 动 机 罩 翼 子 板 车 门 外 板, 后 箱 盖 等 部 件, 已 在 高 性 能 低 成 本 碳 纤 维 复 合 材 料 制 备 技 术 和 大 面 积 异 型 复 合 材 料 设 计 与 制 造 技 术 等 研 究 方 向 取 得 若 干 重 要 关 键 成 果, 将 逐 步 建 成 国 内 第 一 条 低 成 本 复 合 材 料 车 身 结 构 件 制 造 示 范 线 宁 波 材 料 所 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 的 目 标 是 以 自 主 创 新 和 集 成 创 新 为 动 力, 建 立 国 内 具 有 一 流 水 平 的, 集 装 备 设 计 制 造 试 验 体 系 完 整, 手 段 齐 全 的 先 进 复 合 材 料 技 术 装 备 平 台 碳 纤 维 织 物 碳 纤 维 碳 纤 维 部 件 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 高 性 能 碳 纤 维 材 料 有 着 广 泛 的 应 用 范 围 3

碳 纤 维 复 合 材 料 电 动 车 研 究 进 展 范 欣 愉 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 碳 纤 维 复 合 材 料 部 件 及 电 动 车 电 动 车 轻 量 化 技 术 是 节 省 能 源 提 高 行 驶 性 能 的 有 效 方 法 之 一, 也 是 国 内 外 汽 车 制 造 商 追 求 的 关 键 技 术 目 标 之 一 汽 车 轻 量 化 主 要 包 括 车 身 轻 量 化 发 动 机 轻 量 化 和 底 盘 轻 量 化 三 个 部 分, 其 主 要 途 径 是 在 保 证 性 能 的 前 提 下 通 过 合 理 的 结 构 设 计 和 使 用 轻 质 材 料 ( 如 碳 纤 维 复 合 材 料 高 强 度 钢 镁 铝 合 金 塑 料 等 ) 降 低 结 构 重 量, 从 而 实 现 节 能 环 保 功 能 据 估 计, 汽 车 重 量 每 减 轻 10%, 燃 油 效 率 可 提 高 6%~8% 同 时, 汽 车 轻 量 化 后 加 速 性 提 高, 车 辆 控 制 灵 敏 性 稳 定 性 噪 音 振 动 方 面 也 均 有 改 善, 碰 撞 时 惯 性 小, 制 动 距 离 减 小 碳 纤 维 复 合 材 料 的 比 强 度 和 比 模 量 高, 其 轻 量 化 效 果 十 分 明 显, 在 等 效 力 学 性 能 前 提 下 比 钢 材 制 件 减 重 50% 以 上, 比 镁 铝 合 金 材 料 可 减 重 30% 左 右, 同 时 可 以 有 效 减 少 零 配 件 数 量 和 装 配 成 本, 是 汽 车 工 业 领 域 的 主 流 技 术 趋 势 2010 年 宝 马 推 出 MCV( 超 大 城 市 汽 车 ) 纯 电 动 车, 该 款 车 将 于 2013 年 上 市 销 售, 将 是 世 界 上 第 一 款 碳 纤 维 车 身 量 产 车, 其 LifeDrive 架 构 ( 碳 纤 维 复 合 材 料 与 铝 合 金 复 合 骨 架 ) 在 汽 车 轻 量 化 设 计 上 占 据 了 国 际 领 先 地 位 我 们 研 究 团 队 联 合 中 科 院 其 他 5 个 研 究 所 从 2009 年 7 月 开 始 了 碳 纤 维 复 合 材 料 电 动 车 的 研 制, 于 2010 年 10 月 研 制 成 功 首 款 完 全 自 主 研 发 的 新 型 碳 纤 维 电 动 汽 车, 实 现 了 碳 纤 维 复 合 材 料 在 车 身 覆 盖 件 的 大 面 积 应 用 在 研 制 碳 纤 维 复 合 材 料 车 身 结 构 部 件 过 程 中, 我 们 研 究 团 队 通 过 合 理 有 效 的 力 学 设 计 和 原 材 料 选 择, 探 索 车 用 碳 纤 维 复 合 材 料 部 件 的 低 成 本 制 造 技 术 采 用 国 产 T300 大 丝 束 碳 纤 维 织 造 的 准 各 向 同 性 多 轴 向 织 物 结 合 斜 纹 布, 在 等 效 弯 曲 刚 度 等 效 弯 曲 屈 曲 载 荷 和 等 拉 伸 失 效 载 荷 的 优 化 设 计 基 础 上, 制 作 出 铺 层 合 理 的 增 强 预 成 型 体, 最 终 成 型 复 合 材 料 厚 度 为 1.85mm, 纤 维 体 积 含 量 为 55% 为 达 到 最 快 工 艺 速 度, 探 索 了 不 同 不 饱 和 聚 酯 混 合 注 射 真 空 袋 固 化 剂 树 脂 纤 维 预 成 型 体 (Preform) 模 具 真 空 辅 助 树 脂 注 入 工 艺 示 意 图 压 力 泵 常 见 材 料 的 刚 度 和 强 度 对 比 (http://tensegrity.wikispaces.com/specific+strength) 4

NIMTE Today 树 脂 配 方, 树 脂 工 艺 粘 度 控 制 在 小 于 1Pa*s 以 保 证 树 脂 充 分 流 动 并 浸 润 纤 维, 固 化 工 艺 选 择 依 据 树 脂 的 流 变 曲 线 来 决 定 通 过 成 本 较 低, 且 容 易 实 现 半 自 动 化 生 产 的 液 体 模 塑 成 型 技 术 (Liquid Composites Moulding, LCM) 中 的 真 空 辅 助 树 脂 注 入 工 艺 (Vacuum Assisted Resin Infusion,VARI), 制 备 了 发 动 机 盖 板 车 门 板 翼 子 板 等 共 计 31 种 部 件, 比 同 类 钢 制 件 减 重 了 60.3Kg ( 相 对 减 重 65.8%), 与 钢 才 力 学 性 能 等 效 设 计 的 前 提 下 相 比, 提 高 了 电 动 车 行 驶 里 程 约 50Km 碳 纤 维 复 合 材 料 经 总 装 车 及 路 试, 尺 寸 外 观 及 性 能 等 满 足 使 用 要 求, 成 功 验 证 和 演 示 了 碳 纤 维 复 合 材 料 能 够 大 幅 减 轻 整 车 重 量 的 效 果, 对 于 提 高 电 动 车 的 行 驶 性 能 具 有 重 要 的 实 际 意 义 目 前, 我 们 研 究 团 队 正 在 研 发 碳 纤 维 复 合 材 料 电 动 车 承 载 式 车 身 主 承 力 结 构 件 底 板, 所 研 制 的 底 板 将 有 效 减 轻 车 身 重 量 和 零 配 件 装 配 数 量, 使 我 国 新 能 源 汽 车 的 轻 量 化 技 术 达 到 先 进 水 平 同 时, 我 们 正 在 与 相 关 企 业 联 手, 共 同 推 进 碳 纤 维 复 合 材 料 构 件 的 量 产 技 术 研 究, 有 望 先 期 形 成 电 动 车 用 复 合 材 料 结 构 件 制 造 的 中 试 能 力 碳 纤 维 复 合 材 料 电 动 车 底 板 复 合 材 料 力 学 性 能 测 试 与 表 征 材 料 拉 伸 强 度 (MPa) 弹 性 模 量 (GPa) 弯 曲 强 度 (MPa) CFRP 534 39.8 674 SPCEN 500 206 500 弯 曲 模 量 (GPa) 42.8 206 密 度 (g/cm3) 1.57 7.85 等 弯 曲 刚 度 和 等 屈 曲 失 效 载 荷 设 计 材 料 厚 度 t(mm) 弯 曲 刚 度 Sb(kg 2 s 4 /m) 拉 伸 刚 度 St(10 6 N/m) 质 量 m(kg/m 2 ) 拉 伸 失 效 载 荷 (10 3 N/m) 屈 曲 失 效 载 荷 (N m) CFRP 1.84 17.2 60.5 2.90 974 744 SPCEN 1.00 17.2 206 7.85 500 744 等 拉 伸 失 效 载 荷 设 计 材 料 厚 度 t(mm) 弯 曲 刚 度 Sb(kg 2 s 4 /m) 拉 伸 刚 度 St(10 6 N/m) 质 量 m(kg/m 2 ) 拉 伸 失 效 载 荷 (10 3 N/m) 屈 曲 失 效 载 荷 (N m) CFRP 1.21 5.38 44.3 1.89 500 234 SPCEN 1.00 17.2 206 7.85 500 744 5

热 塑 性 碳 纤 维 复 合 材 料 成 型 技 术 研 究 进 展 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 根 据 基 体 树 脂 种 类 不 同, 碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 一 般 分 为 热 固 性 (CFRSP) 和 热 塑 性 (CFRTP) 两 种 目 前 占 据 市 场 主 导 地 位 的 是 CFRSP, 存 在 的 主 要 问 题 有 : 成 型 周 期 长 生 产 效 率 低 自 动 化 程 度 低 成 本 较 高 冲 击 性 能 差 工 艺 过 程 释 放 VOC 边 角 料 及 废 品 回 收 困 难 等, 加 之 配 套 生 产 线 用 关 键 设 备 昂 贵, 考 虑 目 前 工 业 生 产 的 工 艺 链 和 产 品 供 应 链, 综 合 考 虑 成 本 与 效 益, 难 以 实 现 量 产, 导 致 碳 纤 维 复 合 材 料 在 民 用 领 域 的 应 用 遇 到 很 大 的 局 限 性 为 克 服 上 述 问 题, 突 破 传 统 热 固 性 树 脂 工 艺 性 能 和 成 本 的 局 限 性, 实 现 碳 纤 维 复 合 材 料 的 低 成 本 化 连 续 化 自 动 化 热 塑 化 等, 采 用 以 CFRTP 为 代 表 的 复 合 材 料 量 产 制 造 技 术 已 成 为 下 一 代 碳 纤 维 复 合 材 料 的 主 要 发 展 方 向 热 塑 性 树 脂 基 复 合 材 料 由 于 具 有 很 多 独 特 的 优 点, 如 韧 性 高 耐 冲 击 性 能 好 预 浸 料 稳 定 无 贮 存 时 间 限 制 制 造 周 期 短 耐 化 学 性 能 好 吸 湿 率 低 可 重 复 加 工 等 已 经 在 汽 车 电 子 电 器 建 材 等 行 业 显 示 了 良 好 的 市 场 前 景 近 几 年 来, 热 塑 性 树 脂 基 复 合 材 料 市 场 的 发 展 速 度 已 大 大 超 过 热 固 性 树 脂 基 复 合 材 料 其 中 以 聚 丙 烯 PP 为 代 表 的 通 用 热 塑 性 高 分 子 基 体 材 料 具 有 成 本 低 易 加 工 等 优 点, 可 大 幅 降 低 传 统 碳 纤 维 增 强 高 分 子 复 合 材 料 的 成 本, 拓 展 其 在 汽 车 管 道 等 领 域 的 应 用 空 间 近 年 来 国 外 兴 起 的 超 低 粘 度 环 状 聚 酯 CBT 与 铸 型 尼 龙 单 体 原 位 聚 合 技 术, 为 聚 酯 和 尼 龙 作 为 基 体 制 备 碳 纤 维 增 强 热 塑 性 高 分 子 复 合 材 料 提 供 了 可 行 性, 这 类 复 合 材 料 既 具 有 热 塑 性 材 料 良 好 的 综 合 性 能, 又 能 够 采 用 传 统 的 热 固 性 复 合 材 料 加 工 工 艺 制 备 产 品, 在 汽 车 等 领 域 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 另 外, 在 高 性 能 热 塑 性 复 合 材 料 研 究 方 面, 国 外 已 制 备 出 以 聚 苯 硫 醚 (PPS) 为 基 体 的 碳 纤 维 增 强 热 塑 性 高 分 子 复 合 材 料, 应 用 于 航 空 航 天 高 速 列 车 等 领 域 PPS 属 于 热 塑 性 高 性 能 工 程 塑 料, 具 有 优 异 的 力 学 强 度 抗 冲 击 韧 性 耐 高 温 及 阻 燃 性 能, 在 复 合 材 料 基 体 应 用 方 面 具 有 广 阔 的 前 景 美 国 和 欧 洲 的 荷 兰 德 国 等 国 家 已 经 在 汽 车 工 业 等 领 域 出 现 了 几 种 热 塑 性 碳 纤 维 复 合 材 料 产 品 和 应 用, 处 于 复 合 材 料 发 展 技 术 的 前 沿, 主 要 核 心 制 造 技 术 掌 握 在 少 数 几 个 大 公 司 手 中, 其 发 展 已 呈 现 逐 步 加 快 的 趋 势, 而 国 内 在 此 方 面 几 乎 没 有 基 础 和 技 术 积 累 目 前, 热 塑 性 复 合 材 料 成 型 技 术 主 要 包 括 长 纤 维 增 强 热 塑 性 复 合 材 料 (LFT) 成 型 热 塑 性 复 合 材 料 铺 带 铺 丝 技 术 原 位 聚 合 液 态 成 型 技 术 等 等 Krauss-Maffei Dieffenbacher 等 公 司 开 发 的 长 纤 维 增 强 热 塑 性 复 合 材 料 (LFT) 注 塑 和 模 压 成 型 工 艺 是 采 用 纤 维 与 热 塑 性 树 脂 熔 体 在 线 复 合 直 接 模 塑 而 成 LFT 工 艺 最 早 始 于 1989 年, 直 接 用 12~50mm 长 的 短 切 玻 纤, 后 来 改 用 切 割 机 或 螺 杆 短 切 连 续 玻 纤 粗 纱 最 新 的 LFT 拉 伸 强 度 /MPa 520 500 480 460 440 420 400 30 28 24 22 0.3 0.4 0.5 0.6 催 化 剂 用 量 /% 26 拉 伸 模 量 /GPa 弯 曲 强 度 /MPa 600 500 400 300 200 100 0.3 0.4 0.5 0.6 催 化 剂 用 量 /% 27 26 25 24 23 22 弯 曲 模 量 /GPa ILSS/MPa 44 40 36 32 28 24 20 0.3 0.4 0.5 0.6 催 化 剂 用 量 /% a b c 不 同 催 化 剂 用 量 对 玻 纤 /PCBT 复 合 材 料 性 能 的 影 原 位 聚 合 制 备 玻 纤 /PCBT 复 合 材 料 6

NIMTE Today 工 艺 大 都 用 两 段 式 螺 杆 挤 出 机 / 注 射 机, 热 塑 性 树 脂 在 双 螺 杆 挤 出 机 内 熔 化, 连 续 玻 纤 粗 纱 经 分 散 预 热 后 在 挤 出 机 中 段 送 入, 切 短 并 与 树 脂 熔 体 混 合, 然 后 再 将 复 合 料 熔 体 送 入 模 具 腔 内 进 行 注 塑 或 模 压 成 型 这 类 设 备 将 塑 料 的 注 塑 工 艺 引 进 到 复 合 材 料 制 备 中, 大 大 提 高 了 生 产 效 率 但 是,LFT 工 艺 一 般 采 用 连 续 玻 纤 粗 纱, 在 最 终 产 品 中 纤 维 为 短 切 状 态, 因 此 该 工 艺 主 要 用 于 制 造 非 承 力 部 件 或 次 承 力 部 件, 无 法 制 备 连 续 碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 结 构 件 Vetrotex 国 际 公 司 开 发 了 一 种 新 型 的 商 名 为 Twintex 热 塑 性 复 合 纤 维 纱 Twintex 技 术 后 来 发 展 成 一 种 新 型 的 纺 织 技 术, 即 将 玻 纤 与 PP 纺 织 短 纤 维 或 者 长 丝 进 行 定 向 或 随 机 撑 列, 形 成 纤 网 结 构, 然 后 采 用 机 械 或 热 粘 等 方 法 压 制 而 成 这 类 织 物 技 术 能 够 高 产 量 而 低 成 本 地 生 产 热 塑 性 复 合 材 料, 但 是 工 艺 设 备 较 贵, 且 不 适 合 于 碳 纤 维 的 纺 织, 这 是 由 于 碳 纤 维 的 断 裂 伸 长 率 较 低 所 导 致 的 美 国 Automated Dynamics 公 司 所 研 发 的 连 续 纤 维 热 塑 性 复 合 材 料 铺 带 技 术 采 用 热 塑 性 基 体 的 单 向 预 浸 带, 在 铺 带 头 中 完 成 预 定 形 状 的 切 割 定 位, 加 热 后 按 照 一 定 设 计 方 向 在 压 辊 作 用 下, 直 接 铺 叠 到 曲 率 半 径 较 大 且 变 化 较 缓 的 模 具 表 面 所 研 发 的 热 塑 性 铺 丝 技 术 是 由 铺 丝 头 将 数 根 预 浸 纱 在 压 辊 下 集 束 成 为 一 条 由 多 根 预 浸 纱 组 成 的 宽 度 可 变 的 预 浸 带 后 铺 放 在 芯 模 表 面, 经 过 加 热 软 化 后 压 实 定 型 这 两 类 自 动 铺 放 技 术 大 大 简 化 了 制 造 工 艺, 特 别 适 合 于 制 备 高 性 能 热 塑 性 复 合 材 料, 但 是 其 成 本 较 高 设 备 昂 贵 效 率 较 低, 主 要 应 用 在 航 空 等 高 端 领 域, 无 法 适 用 于 汽 车 等 民 用 工 业 我 们 研 究 团 队 在 热 塑 性 碳 纤 维 复 合 材 料 原 位 聚 合 液 态 成 型 技 术 上 取 得 较 好 的 研 究 进 展, 采 用 环 状 对 苯 二 甲 酸 丁 二 醇 酯 (CBT) 的 原 位 聚 合, 成 功 制 备 了 连 续 纤 维 增 强 聚 环 状 对 苯 二 甲 酸 丁 二 醇 酯 (PCBT) 复 合 材 料, 树 脂 固 化 前 注 胶 时 间 可 达 15min 左 右 同 时, 我 们 在 热 塑 性 碳 纤 维 复 合 材 料 干 态 浸 渍 模 压 成 型 技 术 和 装 备 上 亦 取 得 很 好 的 研 究 进 展 2010 年, 成 功 研 制 了 连 续 纤 维 织 物 热 塑 性 复 合 材 料 干 态 预 浸 机 对 于 热 塑 性 复 合 材 料 预 浸 料 的 制 造, 主 要 工 艺 要 求 是 设 备 能 够 满 足 树 脂 加 热 温 度 及 其 控 制 精 度 的 要 求 传 统 的 加 热 方 法 是 蒸 汽 加 热 热 油 循 环 加 热 和 热 电 阻 加 热 等 前 两 者 最 高 加 热 温 度 低 于 300, 无 法 满 足 耐 高 温 热 塑 性 复 合 材 料 预 浸 料 制 造 的 需 要 ; 后 者 需 要 采 用 碳 刷 滑 环 将 加 热 电 流 引 入 加 热 辊, 且 热 电 阻 加 热 热 量 分 散 在 本 机 研 制 中, 采 用 了 非 接 触 中 频 感 应 加 热 技 术, 感 应 加 热 器 铁 芯 采 用 超 微 晶 合 金 这 些 措 施 使 得 加 热 温 度 可 达 350 以 上, 同 时 减 小 了 感 应 加 热 器 的 体 积 和 损 耗 由 于 加 热 功 率 集 中 分 布 于 较 薄 的 加 热 滚 筒, 因 而 加 热 装 置 的 能 量 利 用 效 率 较 高 另 一 方 面, 由 于 沿 加 热 辊 轴 向 设 置 了 多 达 十 个 可 控 加 热 段, 充 分 保 证 了 加 热 辊 各 部 分 温 度 的 均 匀 性, 有 效 工 作 区 间 温 度 控 制 精 度 高 于 ±1.5 此 外, 温 度 测 量 装 置 采 用 先 进 的 旋 转 测 温 变 送 器, 使 得 测 温 装 置 具 有 很 高 的 可 靠 性 将 高 频 感 应 加 热 技 术 应 用 于 热 塑 性 复 合 材 料 预 浸 片 材 制 备, 解 决 了 耐 高 温 热 塑 性 树 脂 预 浸 问 题, 实 现 了 连 续 纤 维 织 物 薄 膜 叠 层 熔 融 预 浸 工 艺 的 连 续 化 作 业, 提 高 了 预 浸 料 的 制 备 效 率, 保 证 了 预 浸 料 性 能 及 质 量 的 稳 定 性 原 位 聚 合 制 备 的 碳 纤 /PCBT 复 合 材 料 热 塑 性 碳 纤 维 复 合 材 料 预 浸 片 材 连 续 纤 维 织 物 热 塑 性 复 合 材 料 干 态 预 浸 机 7

碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 跨 尺 度 设 计 和 优 化 仿 真 李 红 周 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 是 目 前 最 先 进 的 复 合 材 料 之 一 它 以 其 轻 质 高 强 耐 高 温 抗 腐 蚀 热 力 学 性 能 优 良 等 特 点 广 泛 用 作 战 略 战 术 固 体 火 箭 发 动 机 壳 体 飞 机 及 高 速 列 车 刹 车 系 统 民 用 飞 机 及 汽 车 复 合 材 料 结 构 件 高 性 能 碳 纤 维 轴 承 风 力 发 电 机 大 型 叶 片 体 育 运 动 器 材 ( 如 滑 雪 板 球 拍 渔 杆 ) 等 复 合 材 料 不 同 于 传 统 的 金 属 陶 瓷 和 有 机 材 料, 它 是 用 两 种 或 两 种 以 上 的 组 分 或 单 一 材 料 按 一 定 的 方 式 复 合 而 成, 在 结 构 和 性 能 上 具 有 可 设 计 性 它 允 许 设 计 者 按 构 件 的 工 作 条 件, 灵 活 选 择 组 分 以 及 制 造 工 艺, 形 成 不 同 性 能 的 结 构 部 件, 而 且 其 综 合 性 能 往 往 优 于 传 统 单 一 材 料 或 具 有 原 单 一 材 料 组 分 所 没 有 的 新 性 能 从 材 料 组 分 与 构 造 到 复 合 材 料, 从 复 合 材 料 做 成 构 件, 再 由 构 件 装 配 成 工 程 用 产 品, 存 在 从 微 观 细 观 到 宏 观 的 多 尺 度 现 象 复 合 材 料 的 宏 观 性 能 同 其 细 观 结 构 存 在 两 大 类 关 系 一 类 是 材 料 的 细 观 结 构 在 外 部 关 系 作 用 下 不 发 生 演 变 ( 如 只 产 生 弹 性 变 形 而 不 发 生 破 坏 ), 这 样 可 以 根 据 给 定 的 微 结 构 对 复 合 材 料 宏 观 性 能 进 行 预 报 基 于 宏 细 微 观 力 学 的 定 量 化 分 析 方 法 则 是 有 效 解 决 这 一 问 题 的 有 力 工 具, 如 自 洽 方 法 等 效 夹 杂 方 法 微 分 法 Hashin-Shtrikman 变 分 法 等 理 论 已 经 在 复 合 材 料 的 弹 性 模 量 和 热 物 理 等 性 能 的 预 报 上 取 得 了 很 大 成 功 另 一 类 是 材 料 的 细 观 结 构 随 外 部 载 荷 而 发 生 演 变 如 发 生 破 坏, 如 复 合 材 料 在 外 载 作 用 下, 发 生 基 体 开 裂 界 面 脱 粘 纤 维 断 裂 以 及 在 裂 纹 尖 端 附 近 形 成 微 裂 纹 区 和 相 变 区 等 等, 进 而 改 变 了 裂 纹 尖 端 附 近 的 应 力 场, 引 起 材 料 的 韧 性 和 强 度 等 宏 观 性 能 发 生 变 化 为 了 获 得 综 合 性 能 优 异 的 复 合 材 料 制 件, 需 对 复 合 材 料 的 材 料 组 成 结 构 铺 层 角 度 和 铺 层 厚 度 等 进 行 优 化 设 计 由 于 复 合 材 料 组 分 在 细 观 与 微 观 结 构 层 次 上 性 能 的 随 机 性 ( 如 纤 维 在 复 合 材 料 中 的 排 布 方 式 多 变 ), 导 致 细 观 结 构 演 化 的 随 机 性, 实 验 测 试 方 法 很 难 完 整 测 得 按 损 伤 容 限 设 计 所 需 的 复 合 材 料 性 能 数 据 和 按 可 靠 性 概 率 设 计 所 需 的 复 合 材 料 的 统 计 性 能 数 据, 这 增 加 了 预 报 复 合 材 料 有 效 性 能 的 难 度, 因 此 采 用 计 算 机 模 拟 方 法 对 复 合 材 料 进 行 结 构 设 计 分 析 计 算 寿 命 预 测 及 可 靠 性 评 估 变 得 不 可 或 缺 计 算 细 观 力 学 方 法 将 有 限 元 法 与 细 观 力 学 相 结 合, 描 述 复 合 材 料 的 细 观 结 构 对 宏 观 响 应 的 影 响 之 间 的 定 量 关 系, 数 值 模 拟 复 合 材 料 的 细 观 结 构 对 载 荷 的 响 应 通 常 利 用 复 合 材 料 微 观 上 的 对 称 性 周 期 性 的 特 点, 根 据 其 细 观 的 几 何 结 构 建 立 跨 尺 度 的 代 表 性 体 积 单 元 (representative volume element, RVE), 然 后 根 据 指 定 荷 载 及 周 期 性 边 界 条 件, 求 解 边 值 问 题, 最 终 求 出 复 合 材 料 的 宏 观 弹 性 模 量 和 强 度 等 力 学 量 经 过 近 一 年 的 努 力, 复 合 材 料 团 队 已 完 成 碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 的 代 表 性 体 积 单 元 的 建 模 及 其 弹 性 模 量 和 强 度 的 预 测 模 型 采 用 正 六 边 形 代 表 性 体 积 元 ( 图 1, 代 表 性 体 积 元 1) 获 得 碳 纤 维 纱 线 主 轴 的 力 学 性 能 并 作 为 代 表 性 体 积 元 2 的 输 入 参 数, 采 用 立 方 形 代 表 性 体 积 元 ( 图 2, 代 表 性 体 积 元 2) 获 得 复 合 材 料 单 层 的 力 学 性 能 通 过 经 典 层 合 板 理 论 并 结 合 有 限 元 计 算 得 到 整 个 复 合 材 料 结 构 的 力 学 性 能 模 型 中 采 用 ABAQUS 的 EQUATION 选 项 完 成 代 表 性 体 积 元 的 周 期 性 边 界 条 件 的 施 加, 采 用 FORTRAN 程 序 完 成 对 对 称 的 节 点 进 行 节 点 匹 配, 采 用 ABAQUS 的 ORIENT 子 程 序 完 成 碳 纤 维 纱 线 局 部 材 料 坐 标 向 总 体 坐 标 的 坐 标 转 换 在 后 续 预 测 模 型 中, 我 们 将 考 虑 复 合 材 料 界 面 对 弹 性 模 量 和 强 度 等 力 学 性 能 的 影 响 ` 立 方 形 代 表 性 体 积 元 正 六 边 形 代 表 性 体 积 元 8

NIMTE Today 热 压 罐 成 型 技 术 的 运 用 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 热 压 罐 成 型 技 术 是 目 前 国 内 外 广 泛 采 用 的 工 艺 方 法 之 一, 其 制 造 成 本 较 高, 主 要 用 于 高 性 能 航 空 航 天 复 合 材 料 层 压 结 构 蜂 窝 夹 芯 结 构 胶 接 结 构 和 缝 纫 结 构 的 成 型 中, 如 可 制 造 飞 机 舱 门 整 流 罩 机 翼 尾 翼 支 架 隔 板 壁 板 及 机 载 雷 达 罩 等 热 压 罐 的 基 本 成 型 过 程 是 手 工 将 增 强 材 料 和 树 脂 ( 含 预 浸 料 ) 按 设 计 铺 层 方 向 和 方 式 逐 层 铺 放 到 模 具 上, 采 用 真 空 袋 密 封 后 放 入 热 压 罐 中, 经 加 压 加 热 固 化 脱 模 修 整 而 获 得 制 品 热 压 罐 内 的 压 力 和 温 度 均 匀, 可 得 到 高 质 量 的 大 面 积 复 合 材 料 制 件 但 是 该 技 术 成 型 结 构 很 复 杂 的 构 件 比 较 困 难, 且 对 模 具 的 设 计 技 术 要 求 很 高, 模 具 必 须 有 良 好 的 导 热 性 热 态 刚 性 和 气 密 性 热 压 罐 成 型 技 术 采 用 主 要 的 设 备 是 热 压 罐 热 压 罐 设 计 制 造 商 较 多, 目 前 在 热 压 罐 监 控 新 型 大 型 热 压 罐 和 高 温 热 压 罐 以 及 模 具 和 真 空 袋 材 料 方 面 取 得 较 大 的 进 展 我 们 团 队 采 用 热 压 罐 技 术 已 成 功 制 备 了 一 系 列 的 制 品, 例 如 高 速 列 车 车 下 裙 板 粗 动 台 骨 架 面 板 硅 片 台 微 动 台 动 子 反 射 镜 等 为 了 有 效 地 减 轻 结 构 重 量, 提 高 抗 撞 耐 磨 性 能, 在 高 速 列 车 的 设 备 舱 结 构 上 采 用 了 碳 纤 维 复 合 材 料 裙 板, 该 产 品 属 于 典 型 的 复 合 材 料 蒙 皮 加 筋 结 构, 在 该 产 品 的 研 制 过 程 中 主 要 采 用 了 如 下 两 个 技 术 :(1) 共 固 化 技 术 : 筋 条 与 蒙 皮 间 采 用 共 固 化 方 式, 即 蒙 皮 预 先 固 化, 筋 条 固 化 过 程 与 筋 条 和 蒙 皮 的 胶 接 过 程 同 时 进 行, 筋 条 与 蒙 皮 采 用 胶 膜 胶 接 ; (2) 橡 胶 软 模 成 型 技 术 : 筋 条 固 化 过 程 应 采 用 半 钢 模 结 构, 筋 条 的 一 个 边 采 用 钢 模 定 位, 另 一 边 采 用 软 模 加 压 以 保 证 筋 条 的 固 化 质 量 粗 动 台 骨 架 面 板 是 硅 片 台 微 动 台 动 子 驱 动 单 元 的 一 部 分, 厚 度 仅 1mm, 产 品 要 求 质 量 轻, 刚 度 大, 尺 寸 精 度 高 产 品 在 试 制 过 程 中, 采 用 了 热 压 罐 技 术 成 型 后 水 切 割 机 工 的 技 术 方 案, 良 好 地 保 证 了 产 品 质 量 要 求 硅 片 台 微 动 台 动 子 反 射 镜 其 主 体 结 构 采 用 M40 碳 纤 维 面 板 + 芳 纶 纤 维 蜂 窝 组 成, 重 量 轻 尺 寸 精 度 要 求 高 复 合 材 料 产 品 成 型 后 表 面 光 洁 而 不 易 加 工, 加 工 时 容 易 产 分 生 层, 起 毛 等 缺 陷, 所 以, 该 产 品 在 成 型 时 采 用 了 两 次 组 装 粘 接 成 型 纤 维 预 浸 料 制 备 及 热 压 罐 成 型 系 统 粗 动 台 骨 架 面 板 高 速 列 车 碳 纤 维 复 合 材 料 车 下 裙 板 碳 纤 维 蒙 皮 + 芳 纶 蜂 窝 结 构 的 微 动 台 动 子 反 射 镜 9

NIMTE Today 高 精 度 RTM 注 胶 机 的 研 发 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 树 脂 传 递 模 塑 成 型 技 术 (Resin Transfer Moulding, RTM) 是 液 体 模 塑 成 型 技 术 中 重 要 的 工 艺 之 一, 目 前 应 用 最 广 泛 的 热 固 性 纤 维 增 强 复 合 材 料 制 造 工 艺, 其 基 本 成 型 原 理 是 将 热 固 性 树 脂 和 固 化 剂 等 按 配 方 比 例 混 合, 以 一 定 速 度 注 入 已 铺 放 纤 维 预 成 型 体 的 闭 合 模 腔 内, 树 脂 与 预 成 型 体 充 分 浸 润 后 固 化 定 形, 形 成 各 种 类 型 的 复 合 材 料 制 品 RTM 技 术 主 要 包 括 3 个 部 分, 即 注 胶 机 工 装 和 材 料 树 脂 与 固 化 剂 的 精 确 配 比 以 及 注 射 速 度 或 压 力 是 决 定 RTM 成 型 工 艺 过 程 及 最 终 复 合 材 料 制 品 质 量 的 关 键 因 素, 依 靠 单 纯 的 人 工 配 比 注 射 在 精 度 和 时 间 控 制 上 往 往 难 以 满 足 高 性 能 复 合 材 料 的 批 量 生 产 及 科 研 机 构 开 展 相 关 研 发 的 需 要 目 前, 国 外 虽 有 RTM 注 胶 成 套 系 统 出 售, 但 单 台 价 格 高 达 几 十 万 美 元, 为 节 省 复 材 生 产 及 科 研 成 本, 突 破 国 外 的 技 术 壁 垒, 促 进 我 国 复 合 材 料 制 造 工 艺 的 发 展, 开 发 国 产 化 的 高 精 度 RTM 注 胶 系 统 装 备 非 常 必 要 我 们 复 合 材 料 研 究 团 队 在 范 欣 愉 研 究 员 带 领 下, 成 立 了 以 张 希 平 高 工 为 主 的 技 术 攻 关 团 队, 通 过 对 RTM 工 艺 的 详 细 分 析 研 究, 制 定 了 一 套 详 细 的 RTM 注 胶 机 设 计 方 案 采 用 先 进 的 伺 服 驱 动 技 术 和 测 控 技 术, 经 过 几 个 月 的 努 力, 研 制 成 功 具 有 自 主 知 识 产 权 的, 且 大 大 低 于 国 外 相 关 产 品 售 价 的 高 精 度 RTM 注 胶 系 统, 该 设 备 集 计 量 混 合 注 射 为 一 体, 系 统 配 比 和 注 胶 流 速 控 制 精 度 均 高 于 1%, 达 到 了 国 际 同 类 设 备 的 技 术 水 平 样 机 驱 动 部 分 采 用 新 型 永 磁 伺 服 电 机 一 体 式 驱 动 系 统, 控 制 部 分 采 用 主 流 PLC 和 触 摸 屏, 并 利 用 先 进 的 伺 服 驱 动 控 制 技 术 对 各 组 分 的 配 比 和 注 胶 速 度 的 瞬 时 值 进 行 有 效 控 制, 从 而 保 证 各 组 分 的 配 比 和 注 胶 速 度 具 有 较 高 的 控 制 精 度, 并 可 根 据 工 艺 要 求 进 行 大 范 围 调 整 ( 配 比 1:1~1:200, 注 射 量 精 度 小 于 1ml), 能 有 效 满 足 生 产 及 相 关 工 艺 研 发 的 需 要 目 前, 我 们 研 究 团 队 正 在 针 对 客 户 的 需 求, 研 发 功 能 更 强 大 的 高 精 度 RTM 注 胶 机, 适 合 于 航 空 航 天 汽 车 娱 乐 船 艇 风 电 等 领 域 的 混 胶 灌 封 密 封 和 粘 接 注 胶 机 采 用 模 块 化 设 计, 各 模 块 既 有 独 立 操 作 功 能, 亦 可 以 集 成 用 于 生 产 线 的 自 动 化 作 业 例 如 注 胶 前 可 以 对 树 脂 体 系 进 行 加 热 搅 拌 除 泡 等 预 处 理, 注 射 过 程 中 精 确 控 制 树 脂 体 系 各 组 分 的 比 例 和 注 射 速 率, 实 现 多 点 注 射, 注 胶 完 毕 可 进 行 自 清 理, 降 低 后 续 的 使 用 成 本 RTM 注 胶 机 触 摸 屏 RTM 注 胶 机 10

NIMTE Today 民 之 利 器 : 碳 纤 维 复 合 材 料 专 访 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 负 责 人 范 欣 愉 Q: 您 对 中 国 的 碳 纤 维 复 合 材 料 的 发 展 有 何 看 法? A: 这 个 问 题 比 较 大, 我 的 看 法 可 能 有 些 主 观, 一 家 之 言, 仅 供 参 考 其 实 在 中 国 碳 纤 维 复 合 材 料 发 展 方 向 上 我 觉 得 应 该 分 成 两 个 主 要 方 向, 向 上 延 伸 和 向 下 拓 展 就 是 在 高 端 领 域, 发 展 以 基 于 高 模 高 强 碳 纤 维 的 复 合 材 料 及 其 制 造 技 术 和 以 大 飞 机 为 代 表 的 高 端 应 用 技 术, 这 是 国 家 高 技 术 战 略 的 需 求 ; 而 在 中 低 端 领 域, 发 展 热 塑 性 基 体 碳 纤 维 复 合 材 料 连 续 化 低 成 本 制 造 技 术 和 以 汽 车 风 机 叶 片 建 筑 材 料 日 用 消 费 品 为 代 表 的 新 型 民 品 应 用 技 术, 这 是 广 大 市 场 和 国 家 经 济 社 会 发 展 的 需 求 向 上 延 伸 需 要 我 国 发 展 高 性 能 特 种 碳 纤 维 复 合 材 料 制 造 技 术 以 及 先 进 复 合 材 料 的 制 造 技 术, 例 如 自 动 铺 丝 铺 带 自 动 钻 铆 等 而 向 下 拓 展 则 涉 及 更 加 广 泛 的 技 术 和 应 用 层 面, 凡 是 可 以 实 现 低 成 本 制 造 的, 能 被 广 泛 应 用 的 民 品 碳 纤 维 复 合 材 料 都 可 以 纳 入 此 范 畴 我 个 人 认 为, 向 下 拓 展 可 能 是 我 国 碳 纤 维 复 合 材 料 在 近 期 的 重 要 发 展 方 向, 这 是 由 于 国 内 T300 级 碳 纤 维 产 能 的 急 剧 扩 张 与 下 游 复 合 材 料 市 场 规 模 的 严 重 不 对 称 造 成 的, 这 里 还 有 国 产 碳 纤 维 质 量 和 价 格 因 素 的 问 题, 目 前 市 场 的 接 受 程 度 也 不 是 很 高, 所 以 复 合 材 料 民 品 的 发 展 方 向 也 受 到 一 定 制 约 Q: 请 问 复 合 材 料 与 先 进 制 造 技 术 之 间 是 何 种 关 系? A: 首 先 我 们 把 复 合 材 料 的 概 念 缩 小 在 纤 维 增 强 聚 合 物 基 复 合 材 料 这 个 领 域 里, 传 统 的 复 合 材 料 制 造 技 术 大 多 是 手 工 作 坊 式, 比 如 玻 璃 钢 的 手 糊 成 型, 性 能 和 精 度 都 无 法 保 证, 劳 动 强 度 大, 后 来 随 着 复 合 材 料 制 造 装 备 和 技 术 的 发 展, 出 现 了 像 热 压 罐 树 脂 传 递 模 塑 这 些 半 自 动 化 的 复 合 材 料 工 艺, 但 仍 旧 需 要 大 量 劳 力 的 参 与, 于 是 渐 渐 发 展 出 基 于 柔 性 制 造 技 术 的 自 动 铺 丝 自 动 铺 带 等 先 进 制 造 技 术, 逐 渐 替 换 掉 所 有 的 劳 动 力, 既 提 高 了 生 产 效 率, 又 保 证 了 产 品 质 量, 也 使 制 造 波 音 787 这 样 的 复 合 材 料 庞 然 大 物 成 为 可 能 所 以 我 们 看 到, 复 合 材 料 的 发 展 除 了 伴 随 碳 纤 维 等 原 材 料 技 术 的 进 步, 也 非 常 依 赖 于 先 进 制 造 技 术 的 发 展, 两 者 几 乎 达 到 了 密 不 可 分 的 程 度, 可 以 打 个 形 象 的 比 喻, 复 合 材 料 制 造 是 先 进 制 造 技 术 领 域 里 的 一 颗 璀 璨 的 明 珠 Q: 为 何 您 会 选 择 碳 纤 维 复 合 材 料 制 造 技 术 作 为 研 究 方 向? A: 我 在 北 航 的 本 科 和 硕 士 专 业 就 是 复 合 材 料 方 向, 后 来 出 国 攻 读 博 士 的 题 目 也 是 与 复 合 材 料 相 关 的 热 塑 性 蜂 窝 的 制 造 技 术, 到 美 国 后 的 博 士 后 工 作 有 些 偏 基 础 研 究, 也 许 是 工 科 背 景 的 原 因 吧, 所 以 一 直 对 技 术 类 的 研 究 方 向 情 有 独 钟, 所 以 来 到 材 料 所 后 也 就 自 然 而 然 地 选 择 了 碳 纤 维 复 合 材 料 这 个 研 究 方 向 Q: 目 前, 您 所 带 领 的 团 队 在 碳 纤 维 复 合 材 料 取 得 了 哪 些 主 要 的 研 究 进 展? A: 目 前 我 们 团 队 在 热 塑 性 复 合 材 料 制 备 技 术 和 复 合 材 料 制 造 装 备 研 制 方 面 取 得 部 分 突 破 性 成 果, 成 为 国 内 独 树 一 帜 的 复 合 材 料 研 究 团 队, 也 形 成 了 我 们 自 己 的 特 色 前 期 在 电 动 车 用 复 合 材 料 结 构 制 备 方 面, 在 院 内 外 甚 至 是 国 家 层 面 也 取 得 了 较 好 的 反 响, 在 低 成 本 大 面 积 车 用 复 合 材 料 液 体 成 型 制 造 方 面 也 取 得 了 重 大 突 破 Q: 对 于 碳 纤 维 复 合 材 料 的 后 续 研 究 及 市 场 化 应 用, 您 有 何 种 想 法? A: 碳 纤 维 复 合 材 料 后 续 研 究 主 要 还 在 面 向 量 大 面 广 的 民 用 新 产 品 开 发 方 面, 同 时 与 有 实 力 和 眼 光 的 企 业 合 作 进 一 步 实 现 工 程 化 和 产 业 化 突 破 这 种 想 法 是 基 于 我 们 能 够 开 发 出 可 以 连 续 化 自 动 化 生 产 的 热 塑 性 复 合 材 料 的 一 整 套 相 关 技 术, 任 重 而 道 远 Q: 您 的 事 业 目 标 是 什 么? A: 大 街 上 跑 的 汽 车 ( 或 电 动 车 ) 都 采 用 了 我 们 团 队 研 发 的 轻 量 化 材 料 技 术 ( 自 信 地 微 笑 ) 范 欣 愉 研 究 员 毕 业 于 比 利 时 鲁 汶 大 学 冶 金 与 材 料 工 程 系 复 合 材 料 专 业,2008 年 加 盟 中 科 院 宁 波 材 料 所 并 组 建 复 合 材 料 制 造 与 装 备 团 队 经 过 3 年 多 的 建 设, 带 领 本 团 队 在 高 性 能 低 成 本 先 进 复 合 材 料 制 备 技 术 大 面 积 异 型 复 合 材 料 设 计 技 术 有 限 元 数 值 模 拟 仿 真 等 研 究 方 向 取 得 一 系 列 重 要 关 键 成 果 11

NIMTE Today 我 所 锂 电 成 果 转 化 项 目 公 司 揭 牌 我 所 研 制 成 功 新 型 摩 擦 磨 损 试 验 机 8 月 26 日, 宁 波 艾 能 锂 电 材 料 科 技 股 份 公 司 ( 艾 能 公 司 ) 正 式 揭 牌 这 是 中 科 院 宁 波 材 料 所 ( 宁 波 材 料 所 ) 与 本 地 企 业 联 合 成 立 的 又 一 家 公 司, 主 要 生 产 磷 酸 锂 铁 电 池 正 极 材 料 艾 能 公 司 是 由 宁 波 材 料 所 与 宁 波 沪 甬 电 力 器 材 股 份 有 限 公 司 ( 沪 甬 电 力 ) 合 作 组 建 的, 今 年 6 月 注 册 经 过 两 年 多 的 技 术 攻 关, 中 科 院 宁 波 材 料 所 研 究 出 了 高 性 能 的 磷 酸 铁 锂 制 备 技 术, 并 一 举 突 破 了 国 际 上 的 专 利 技 术 壁 垒 为 促 进 这 一 科 研 成 果 成 功 转 化, 宁 波 材 料 所 的 3 名 科 研 人 员 张 建 刚 马 池 罗 林 君 将 赴 公 司 全 职 挂 职, 并 担 任 公 司 相 关 职 务 宁 波 材 料 所 负 责 人 介 绍, 让 科 研 人 员 赴 企 业 挂 职, 是 今 年 材 料 所 加 强 与 本 地 企 业 合 作 的 一 个 新 途 径 揭 牌 仪 式 结 束 后, 中 国 科 学 院 副 院 长 施 尔 畏, 市 委 常 委 副 市 长 余 红 艺 一 行 考 察 了 宁 波 华 业 材 料 科 技 有 限 公 司 和 敏 实 集 团, 其 中, 华 业 材 料 科 技 有 限 公 司 为 宁 波 材 料 所 与 浙 江 欣 捷 集 团 于 去 年 共 同 组 建 日 本 ENAX 公 司 CEO 小 泽 和 典 访 问 我 所 8 月 15 日, 日 本 ENAX 公 司 CEO 小 泽 和 典 博 士 一 行 四 人 在 新 时 代 集 团 浙 江 新 能 源 材 料 有 限 公 司 总 经 理 苏 一 清 的 陪 同 下, 到 宁 波 材 料 所 交 流 访 问 访 问 期 间, 小 泽 和 典 一 行 参 观 了 宁 波 材 料 所 公 共 测 试 平 台 理 性 设 计 实 验 室 磷 酸 铁 锂 材 料 中 试 线 和 动 力 锂 电 池 实 验 线 等, 与 所 属 新 能 源 所 刘 兆 平 研 究 团 队 的 科 研 人 员 在 锂 电 池 研 发 方 面 进 行 了 交 流, 对 该 团 队 在 短 时 间 内 取 得 的 研 发 成 果 表 示 由 衷 的 赞 赏, 同 时 对 于 石 墨 烯 低 成 本 规 模 化 制 备 磷 酸 铁 锂 / 石 墨 烯 复 合 材 料 等 创 新 成 果 表 现 出 浓 厚 的 兴 趣 2011 年 生 物 基 胶 黏 剂 产 业 化 应 用 高 峰 论 坛 在 宁 波 举 行 近 日, 由 中 国 林 产 协 会 主 办, 中 科 院 宁 波 材 料 所 协 办, 宁 波 中 科 八 益 新 材 料 股 份 有 限 公 司 中 国 林 产 工 业 协 会 胶 黏 剂 与 表 面 加 工 专 业 委 员 会 承 办 的 近 日, 由 中 科 院 宁 波 材 料 所 与 长 春 智 能 仪 器 设 备 有 限 公 司 联 合 设 计 制 造 的 正 交 双 向 往 复 式 销 盘 摩 擦 磨 损 试 验 机 研 制 成 功, 目 前 该 设 备 已 落 户 宁 波 材 料 所 并 投 入 使 用 试 验 机 采 用 了 多 工 位 完 全 同 步 的 设 计 理 念, 最 多 可 同 时 测 试 6 个 样 品, 显 著 提 高 工 作 效 率 和 可 靠 性, 节 省 运 行 成 本, 达 到 节 能 降 耗 的 目 的 试 验 机 的 恒 温 控 制 装 置, 可 将 摩 擦 系 统 温 度 控 制 在 37 C, 从 而 模 拟 出 人 体 环 境 对 内 植 入 高 分 子 材 料 的 摩 擦 磨 损 特 性 的 影 响 2011 年 生 物 基 胶 黏 剂 产 业 化 应 用 高 峰 论 坛 在 宁 波 举 行 本 次 论 坛 围 绕 共 创 无 醛 生 活 的 主 题, 交 流 研 讨 中 国 人 造 板 材 的 低 碳 环 保 可 持 续 发 展, 着 力 分 析 解 决 人 造 板 材 胶 黏 剂 游 离 甲 醛 释 放 问 题, 倡 导 板 材 企 业 使 用 生 物 基 无 醛 胶 黏 剂 新 产 品, 共 创 无 醛 生 活 我 所 近 三 年 国 家 自 然 科 学 基 金 申 报 分 析 进 入 成 长 期 近 日, 国 家 自 然 科 学 基 金 委 公 布 了 2011 年 度 国 家 自 然 科 学 基 金 申 请 项 目 评 审 结 果, 宁 波 材 料 所 喜 获 资 助 项 目 27 项, 资 助 总 额 达 952 万 元 在 此 次 集 中 申 报 阶 段, 宁 波 材 料 所 共 计 申 报 96 项, 其 中 国 家 杰 出 青 年 科 学 基 金 3 项, 重 点 项 目 1 项, 海 外 及 港 澳 学 者 合 作 研 究 基 金 2 项, 面 上 项 目 34 项, 青 年 基 金 项 目 56 项 ; 此 次 申 报 成 功 率 为 28%, 其 中 青 年 科 学 基 金 获 资 助 18 项, 申 报 成 功 率 为 32%, 面 上 基 金 获 资 助 8 项, 申 报 成 功 率 为 24%, 海 外 及 港 澳 学 者 合 作 研 究 基 金 获 资 助 1 项 如 需 订 阅, 请 联 系 : 中 国 科 学 院 宁 波 材 料 技 术 与 工 程 研 究 所 规 划 战 略 部 王 雪 珍, 夏 羽 青 地 址 : 中 国 浙 江 省 宁 波 市 镇 海 区 庄 市 大 道 519 号 邮 编 :315201 电 话 :0574-86685563 传 真 :0574-87910728 邮 箱 :wangxzh@nimte.ac.cn xiayq@nimte.ac.cn 中 国 科 学 院 宁 波 材 料 技 术 与 工 程 研 究 所 2011 版 权 所 有