宁波材料所M55X型碳纤维性能获再度提升

　　近日，中国科学院宁波材料所碳纤维及其复合材料团队（以下简称“宁波材料所碳纤维团队”）在高性能碳纤维领域取得新进展，开创性研发的M55X型高强高模高延伸碳纤维的力学性能实现进一步优化提升，经过国内专业机构检测，该型碳纤维拉伸强度达到5.18GPa、拉伸模量544GPa、断裂伸长率0.95%。与今年1月，日本东丽最新研发出的M46X型碳纤维（拉伸强度5.0GPa、拉伸模量437GPa）相比，力学性能上具有一定的先进性。

　　2016年1月，宁波材料所碳纤维团队在国内率先突破国产M55J级高强高模碳纤维关键制备技术，随后经过技术验证、批量稳定化制备、预浸工艺评价等，逐渐形成了自主牌号CNIQM55（M55J级）高强高模碳纤维产品，该型碳纤维在拉伸模量与国外同类型纤维相同的情况下，拉伸强度达到4.30GPa、略高于国外同类产品的4.02GPa.随后CNIQM55碳纤维实现了在临近空间无人机上的应用。

　　传统M55J级高强高模碳纤维虽然具有极高的模量，但因纤维强度和断裂延伸较低而呈高脆性。而此次开发的M55X型碳纤维系，是宁波材料所碳纤维团队在CNIQM55基础上，通过对纤维微观结构与宏观性能进一步优化得到的。下图对比了日本东丽M55J、宁波材料所CNIQM55以及宁波材料所M55X型碳纤维的主体力学性能，从中不难发现，M55X型碳纤维在保持拉伸模量540GPa的情况下，碳纤维拉伸强度首次突破5.0GPa,与日本东丽M55J碳纤维相比，碳纤维拉伸强度提升了近1000MPa（1GPa），有利于纤维韧性和后续工艺性的提升。

　　截至目前，宁波材料所碳纤维团队已经形成涵盖M30X、M40X、M50X以及M55X等多种碳纤维的关键制备技术，相关产品已通过国内专业机构测试，而在2023年7月最新申请的一项专利技术中已经可以制备得到拉伸强度4.0GPa、拉伸模量640GPa的尚未命名型号的超高模量碳纤维。