Läpimurto korkean suorituskyvyn hiilikuidusta: Ningbo Institute of Materials Technology & Engineering saavuttaa virstanpylväitä
Kiinan tiedeakatemian Ningbo Institute of Materials Technology & Engineering -instituutin hiilikuitu- ja komposiittimateriaaliryhmä on äskettäin merkinnyt merkittävää edistystä korkean suorituskyvyn hiilikuitujen alalla. Heidän innovatiivisen kehityksensä M55X-luokan hiilikuidusta, joka tunnetaan korkeasta lujuudestaan, moduulistaan ja venymisestään, on parantanut edelleen mekaanisia ominaisuuksia. Ammattimaisten kotimaisten laitosten suorittamien testien mukaan tämän hiilikuidun vetolujuus on 5,18 GPa, vetomoduuli 544 GPa ja murtovenymä 0,95 %. Nämä luvut asettavat M55X-luokan suotuisasti Toray Industriesin äskettäin kehittämään M46X-laatuiseen hiilikuituun verrattuna, jonka vetolujuus on 5.{10}} GPa ja vetomoduuli 437 GPa.
Tammikuussa 2016 NIMTE-tiimi saavutti kotimaisen ensimmäisen onnistumisen hallitsemalla M55J-luokan korkean lujuuden ja moduulin hiilikuidun keskeiset tuotantotekniikat. Useiden teknisten validointien, vakaan tuotannon lisäämisen ja prepreg-prosessin arviointien jälkeen tiimi perusti patentoidun CNIQM55 (M55J-luokan) hiilikuitutuotteensa. Tämä hiilikuitu vastaa ulkomaisia vastineita vetomoduulissa ja ylittää ne vetolujuudessa saavuttaen 4,30 GPa:n verrattuna kansainväliseen keskiarvoon 4,02 GPa. CNIQM55-hiilikuitu on onnistuneesti toteutettu lähiavaruuden droneissa.
Toisin kuin perinteiset M55J-luokan hiilikuidut, jotka tunnetaan korkeasta moduulistaan, mutta ovat hauraita alhaisemman lujuuden ja venymän vuoksi, M55X-laatu edustaa merkittävää parannusta. CNIQM55:n pohjalta NIMTE-tiimi on optimoinut kuidun mikrorakenteen ja makroskooppisen suorituskyvyn. M55X-luokan hiilikuitu säilyttää 540 GPa:n vetomoduulin samalla kun se ylittää ensimmäistä kertaa 5,0 GPa:n vetolujuuden, mikä merkitsee lähes 1 GPa:n kasvua japanilaiseen Toray M55J -hiilikuituun verrattuna. Tämän parannuksen odotetaan parantavan kuidun sitkeyttä ja prosessoitavuutta.
Tästä lähtien NIMTE Carbon Fiber Team on kehittänyt keskeisiä valmistustekniikoita useille hiilikuiduille, mukaan lukien M30X, M40X, M50X ja M55X laatuja. Ammattimaiset kotimaiset laitokset ovat testaaneet ja hyväksyneet heidän tuotteet. Heinäkuussa 2023 jätetyssä patenttihakemuksessa tiimi on osoittanut kyvyn tuottaa nimeämätön ultrakorkean moduulin hiilikuitu, jonka vetolujuus on 4,0 GPa ja huomattava vetomoduuli 640 GPa.
