Đột phá về sợi carbon hiệu suất cao: Viện Công nghệ & Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba đạt được những cột mốc quan trọng
Nhóm Vật liệu composite và sợi carbon tại Viện Công nghệ & Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, gần đây đã đánh dấu một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực sợi carbon hiệu suất cao. Sự phát triển đổi mới của họ đối với sợi carbon cấp M55X, được biết đến với độ bền, mô đun và độ giãn dài cao, đã chứng kiến những cải tiến hơn nữa về tính chất cơ học. Theo các thử nghiệm được thực hiện bởi các tổ chức chuyên nghiệp trong nước, sợi carbon này có độ bền kéo là 5,18 GPa, mô đun kéo là 544 GPa và độ giãn dài khi đứt là 0,95%. Những số liệu này xếp loại M55X thuận lợi hơn so với sợi carbon loại M46X được phát triển gần đây của Toray Industries, loại sợi có độ bền kéo là 5.0 GPa và mô đun kéo là 437 GPa.
Vào tháng 1 năm 2016, nhóm NIMTE đã đạt được thành tích đầu tiên trong nước nhờ nắm vững các kỹ thuật sản xuất chính cho sợi carbon mô-đun cao, cường độ cao cấp M55J. Sau một loạt xác nhận công nghệ, mở rộng quy mô để sản xuất ổn định và đánh giá quy trình chuẩn bị, nhóm đã thành lập sản phẩm sợi carbon CNIQM55 (cấp M55J) độc quyền của họ. Sợi carbon này sánh ngang với các đối tác nước ngoài về mô đun kéo đồng thời vượt xa chúng về độ bền kéo, đạt 4,30 GPa so với mức trung bình quốc tế là 4,02 GPa. Sợi carbon CNIQM55 đã được triển khai thành công trên máy bay không người lái gần không gian.
Ngược lại với sợi carbon cấp M55J truyền thống, được biết đến với mô đun cao nhưng dễ gãy do độ bền và độ giãn dài thấp hơn, cấp M55X thể hiện sự cải tiến đáng kể. Dựa trên CNIQM55, nhóm NIMTE đã tối ưu hóa cấu trúc vi mô và hiệu suất vĩ mô của sợi. Sợi carbon cấp M55X duy trì mô đun kéo 540 GPa trong khi lần đầu tiên vượt qua độ bền kéo 5,0 GPa, đánh dấu mức tăng gần 1 GPa so với sợi carbon Toray M55J của Nhật Bản. Sự cải tiến này dự kiến sẽ cải thiện độ dẻo và khả năng xử lý của sợi.
Tính đến thời điểm hiện tại, Nhóm Sợi carbon NIMTE đã phát triển các công nghệ sản xuất chính cho nhiều loại sợi carbon, bao gồm các loại M30X, M40X, M50X và M55X. Sản phẩm của họ đã được thử nghiệm và phê duyệt bởi các tổ chức chuyên nghiệp trong nước. Trong đơn đăng ký bằng sáng chế được nộp vào tháng 7 năm 2023, nhóm nghiên cứu đã chứng minh khả năng sản xuất một loại sợi carbon mô đun cực cao chưa được đặt tên với độ bền kéo là 4,0 GPa và mô đun kéo đáng chú ý là 640 GPa.
