고성능 탄소 섬유의 획기적인 발전: 닝보 재료 기술 및 공학 연구소, 이정표 달성
중국과학원 닝보재료기술공학연구소 탄소섬유 및 복합재료팀은 최근 고성능 탄소섬유 분야에서 상당한 발전을 이루었습니다. 고강도, 모듈러스 및 신율로 유명한 M55X 등급 탄소 섬유의 혁신적인 개발로 기계적 특성이 더욱 향상되었습니다. 국내 전문기관 테스트 결과, 이 탄소섬유는 인장강도 5.18GPa, 인장탄성률 544GPa, 파단신율 0.95%를 자랑한다. 이 수치에서는 인장 강도가 5.{10}}GPa이고 인장 계수가 437GPa인 Toray Industries가 최근 개발한 M46X 등급 탄소 섬유에 비해 M55X 등급이 유리한 위치에 있습니다.
2016년 1월, NIMTE 팀은 M55J 등급 고강도, 고탄성 탄소섬유의 핵심 생산 기술을 마스터하여 국내 최초로 달성했습니다. 일련의 기술 검증, 안정적인 생산을 위한 확장 및 프리프레그 공정 평가를 거쳐 팀은 독점적인 CNIQM55(M55J 등급) 탄소 섬유 제품을 확립했습니다. 이 탄소섬유는 인장 탄성률에서는 외국 제품과 일치하지만 인장 강도에서는 이를 초과하여 국제 평균 4.02GPa에 비해 4.30GPa에 도달했습니다. CNIQM55 탄소섬유는 근거리 우주 드론에 성공적으로 구현되었습니다.
높은 모듈러스로 알려져 있지만 강도와 신장률이 낮아 부서지기 쉬운 기존 M55J 등급 탄소 섬유와 대조적으로 M55X 등급은 상당한 개선을 나타냅니다. NIMTE 팀은 CNIQM55를 기반으로 섬유의 미세 구조와 거시적 성능을 최적화했습니다. M55X 등급 탄소 섬유는 540 GPa의 인장 계수를 유지하면서 처음으로 인장 강도 5.0 GPa를 넘어 일본 Toray M55J 탄소 섬유에 비해 거의 1 GPa 증가했습니다. 이러한 향상은 섬유의 연성 및 가공성을 향상시킬 것으로 예상됩니다.
현재 NIMTE 탄소 섬유 팀은 M30X, M40X, M50X 및 M55X 등급을 포함한 다양한 탄소 섬유에 대한 핵심 제조 기술을 개발했습니다. 그들의 제품은 국내 전문 기관의 테스트와 승인을 받았습니다. 2023년 7월에 제출된 특허 출원에서 팀은 인장 강도가 4.0GPa이고 놀라운 인장 계수가 640GPa인 이름 없는 초고탄성 탄소 섬유를 생산할 수 있는 능력을 시연했습니다.
