某企业国产碳纤维复合材料及其在飞行器上应用技术高技术产业化示范工程项目投资方案计划书

由于国产碳纤维及其复合材料在应用研究中，暴露出许多问题，如碳纤维工艺性较差复合材料性能离散性偏大复合材料湿热性能偏低数据积累不够等诸多问题，不利于促进国产碳纤维复合材料有效可靠应用。

因此，通过本项目研究工作，可以解决国产碳纤维复合材料应用过程中基础科学问题，完成成型加工关键技术研究，为国产碳纤维复合材料实际应用奠定坚实理论基础和技术储备，也将牵引未来高性能国产碳纤维研发方向，促进国产碳纤维及其复合材料在直升飞机歼击机客机飞行器等航空航天领域上应用，同时，也可推广应用于石油核工业化工建筑体育器材等国民经济各领域中。

因此，本项目研究成果不仅会产生良好社会效益，也具有广阔市场应用前景，必将产生巨大经济效益。

项目招标内容招标事项核准意见基本条目招标范围招标组织形式招标方式不采用招标方式全部招标部分招标自行招标委托招标公开招标邀请招标勘查∨∨∨设计∨∨∨建筑工程∨∨∨安装工程∨∨∨监理∨∨∨主要设备∨∨∨重要材料∨∨∨其他∨∨∨审评部门核准意见说明此栏由主管部门填写具体意见年月日资金申请报告附件项目法人自筹资金保证落实文件前期科研成果证明环境保护主管部门意见企业法人营业执照企业守法证明项目单位填报对项目资金申请报告内容和附属文件真实性负责声明企业科研生产许可证明有关规划部门意见土地证明项目备案确认书声明对我单位填报国产碳纤维复合材料及其在飞行器上应用技术高技术产业化示范工程项目资金申请报告内容和附属文件真实性负责。

特此声明。

飞机工业集团有限责任公司年月日球杆冰雪运动器材水上运动器材等方面，需求量稳步较快增长。

其中高尔夫球杆网球拍和钓鱼竿是体育用品用碳纤维复合材料三大支柱产品，约占该类产品。

般产业对碳纤维材料应用发展比较迅速，包括基础设施修复更新和加固新能源开发如沿海油气田深海油田钻井平台管道和缆绳等，以及风力发电机螺旋桨和风叶汽车刹车系统转动轴车身以及环保汽车用压缩天然气气瓶电子领域应用主要有通信广播地球观测空间探测以及各种飞行器高精度天线。

般产业需求增长较快，将成为碳纤维新主要应用领域。

碳纤维是种性能优越结构材料，具有极高附加值，自商品化以来，应用范围已从最初航空航天军事部门逐渐向民用领域渗透，目前已扩展到整个工业民用多种领域。

随着应用研究不断深入，特别是在民用方面仍将继续拓宽应用领域，扩大使用量。

国外预测碳纤维除了在航空航天以及体育用品进步应用外，近年内包括土木建筑交通运输汽车能源等领域将项目意义和必要性碳纤维国外现状和技术发展趋势碳纤维国外现状和技术发展趋势碳纤维是种以聚丙烯晴沥青粘胶纤维等材料为原料，经预氧化碳化石墨化等过程制得含碳量达以上无机纤维材料，具有高比强度高比模量耐高温耐腐蚀导电导热性好，热膨胀系数小等系列优异性能，成为航空航天等高技术领域最重要结构或功能材料之。

目前，世界碳纤维产业已形成了基沥青基粘胶基三大原材料体系，其中沥青基粘胶基碳纤维用途单，产量有限。

基碳纤维由于产品力学及高温性能优异，兼有良好结构和功能特性，因而发展最快，成为高性能碳纤维发展和应用最主要和占绝对地位品种，主要用于高性能结构和功能复合材料。

碳纤维起源于世纪年代，年日本大板工业研究所用聚丙烯晴为原料研制成功基碳纤维，年以后碳纤维生产向高强度高模量方向发展。

自年代起日本东邦人造丝东丽三菱人造丝公司利用本国研究成果纷纷建厂，进行了基碳纤维工业化生产，其后又与美国德国法国英国合作建立了子公司，年代日本美国相继突破原丝预氧化碳化等关键技术，日本东丽公司相继开发了系列高强纤维和高模纤维。

基碳纤维产业进入快速发展阶段表。

表阶段时间主要技术特征第阶段年代突破基碳纤维连续制备技术路线第阶段年代突破级基碳纤维工程化规模生产第阶段年代高性能基碳纤维，高强型高模型到中强高模型第阶段年代继续高性能产品研发，发展多功能低成本化产品以日美为代表高性能基碳纤维已经发展多种型号规格碳纤维，从性能上覆盖了通用型高强型高模型到中强高模型高强高模型超高强型多个性能等级，可适应不同应用环境对性能不同要求表表日本碳纤维协会按力学性能将碳纤维分为个等级等级力学新性能典型牌号拉伸强度，拉伸弹性模量低弹性模量标准弹性模量，中等弹性模量，高弹性模量，超高弹性模量，目前，世界基碳纤维主要生产厂商有日本东丽东邦三菱人造丝公司，美国等公司，其中日本不仅是碳纤维主要生产国，而且是西方主要发达国家高质量基碳纤维供应国，在航空航天用小丝束纤维方面具有垄断地位，日本三家公司生产碳纤维占全球碳纤维以上。

其中东丽公司生产碳纤维其产量和品质都具第位，可代表当今世界水平表表国外主要碳纤维性能与应用纤维拉伸强度，拉伸模量，断裂伸长，密度，应用小丝束主管部门意见企业法人营业执照企业守法证明项目单位填报对项目资金申请报告内容和附属文件真实性负责声明企业科研生产许可证明有关规划部门意见土地证明项目备案确认书声明对我单位填报国产碳纤维复合材料及其在飞行器上应用技术高技术产业化示范工程项目资金申请报告内容和附属文件真实性负责。

特此声明。

飞机工业集团有限责任公司年月日球杆冰雪运动器材水上运动器材等方面，需求量稳步较快增长。

其中高尔夫球杆网球拍和钓鱼竿是体育用品用碳纤维复合材料三大支柱产品，约占该类产品。

般产业对碳纤维材料应用发展比较迅速，包括基础设施修复更新和加固新能源开发如沿海油气田深海油田钻井平台管道和缆绳等，以及风力发电机螺旋桨和风叶汽车刹车系统转动轴车身以及环保汽车用压缩天然气气瓶电子领域应用主要有通信广播地球观测空间探测以及各种飞行器高精度天线。

般产业需求增长较快，将成为碳纤维新主要应用领域。

碳纤维是种性能优越结构材料，具有极高附加值，自商品化以来，应用范围已从最初航空航天军事部门逐渐向民用领域渗透，目前已扩展到整个工业民用多种领域。

随着应用研究不断深入，特别是在民用方面仍将继续拓宽应用领域，扩大使用量。

国外预测碳纤维除了在航空航天以及体育用品进步应用外，近年内包括土木建筑交通运输汽车能源等领域将项目意义和必要性碳纤维国外现状和技术发展趋势碳纤维国外现状和技术发展趋势碳纤维是种以聚丙烯晴沥青粘胶纤维等材料为原料，经预氧化碳化石墨化等过程制得含碳量达以上无机纤维材料，具有高比强度高比模量耐高温耐腐蚀导电导热性好，热膨胀系数小等系列优异性能，成为航空航天等高技术领域最重要结构或功能材料之。

目前，世界碳纤维产业已形成了基沥青基粘胶基三大原材料体系，其中沥青基粘胶基碳纤维用途单，产量有限。

基碳纤维由于产品力学及高温性能优异，兼有良好结构和功能特性，因而发展最快，成为高性能碳纤维发展和应用最主要和占绝对地位品种，主铺带技术只有左右。

从上世纪年代起，美国已应用自动铺带机生产了和轰炸机机翼蒙皮轰炸机机翼战斗机机翼波音飞机机翼水平和垂直安定面蒙皮军用运输机水平安定面蒙皮全球鹰大展弦比机翼等构件。

年代后，西欧开始研制生产自动铺带机，如西班牙轴铺带机和法国双工位铺带技术。

在欧洲最早使用自动铺带技术生产复合材料结构，生产了如和水平安定面蒙皮尾翼蒙皮喷气飞机水平和垂直安定面蒙皮水平和垂直安定面蒙皮。

树脂传递模塑技术其优点是不需要制备预浸料，材料成本减少不用热压罐，设备投资少，可连续自动化进行生产，节省工时，减少手工劳动采用预成形体，结构零件数减少，工装模具和装配工作量减少，工艺辅料使用少。

工艺是目前研究和应用热点之，开发了系列经改进工艺，进步提高了工艺速度，改进了制品质量，降低了工艺成本。

如辅助真空低温固化自动化热膨胀连续成形压差式等。

美国新代战斗机大量采用了液体成型织物复合材料，据报道，有个制件采用此技术制造，每个制件平均重量约为，采用这项技术后比原设计节省开支亿美元。

应用范围从次承力构件到主承力构件，这些构件包括前机身隔框油箱构架和壁板，中机身武器舱门帽型加强筋机翼中间梁尾翼梁和加强筋等。

尤其值得注意是采用这种技术制造了主承力型梁和正弦波梁。

在飞机研制过程中采用了种和自动铺放技术结合制造大型整体无紧固件结构新方法，这种方法称为，例如形进气道就是采用三维编织加强筋和纤维铺放制造，结果紧固件减少，减重，成本降低万美元。

实现固化方式多样化。

非热压罐固化工艺大量出现，使固化过程更便捷，与传统固化方式相比，节省了大量能源。

非热固化工艺研究包括微波电子束超声波射线等固化方法。

开展工作最多最有发展前景是电子束固化工艺，它是利用电子加速器产生高能电子引发树脂聚合或交联。

该工艺优点是固化温度低复合材料制造成本大幅降低，仅是热压罐工艺模具材质要求不高，可用木模泡沫塑料模树脂模等，节约了模具成本固化过程效率高，几分钟即可完成，速度比热固化快倍以上，根据制造结构不同可节约成本由于室温固化，热应力小，成形时无低分子挥发物，复合材料空隙率低，也减少了环境污染可与拉挤缠绕等自动化工艺结合，正在走向工程实用阶段，有可能成为世纪广泛采用复合材料成形方法。

复合材料生产过程数字化模拟已有很大进展，并在生产过程中广泛应用，减少了研制过程中差错率，缩短了周期，降低了成本。

随着对复合材料生产过程认识深入，理论分析水平不断提高，数字化模拟技术及其商业化软件不断推广。

建立铺层浸渍固化成形等工艺过程模型和人工智能模拟，提高自动化程度和制品合格率，减少出现废品，热塑性树脂复合材料成东帮主要生产涂料，也干些预浸料等主要用和少量，尤其是其表面涂膜和用于代替合金制造工装。

面对碳纤维市场供应严重短缺，世界上几大碳纤维生产厂家均在扩产东丽为波音在美国将生产厂扩大为两个，在法国其将苏菲卡分公司碳纤维年产量拟从扩至东帮德国公司碳纤维年生产量拟从扩至。

由于碳纤维扩产需要个过程，所以碳纤维紧缺状况短期内难以缓解。

碳纤维国内现状和技术发展趋势我国碳纤维总体水平还比较低，相当于国外七十年代中末期水平，与国外差距达年左右。

国产碳纤维主要问题是性能不太稳定且离散系数大无高性能碳纤维品种单规格不全连续长度不够未经表面处理价格偏高等。

我国大陆从年代开始研发碳纤维，年代中期碳纤维正式纳入国家科技攻关计划，先后有中科院化学所，山西煤化所北京化工大学等多家研究单位和吉林化学工业公司等多家企业参与攻关研究，但年