陶積柏，黎 昱，張玉生，梁 龍，陳維強

（北京衛(wèi)星制造廠，北京 100094）

高模量碳纖維在中國宇航結(jié)構(gòu)產(chǎn)品上的應(yīng)用現(xiàn)狀及實現(xiàn)自我保障的建議

陶積柏，黎 昱，張玉生，梁 龍，陳維強

（北京衛(wèi)星制造廠，北京 100094）

實現(xiàn)高模量碳纖維復(fù)合材料的自我保障對中國國防建設(shè)與航天事業(yè)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略與實踐意義.重點介紹了高模量碳纖維在中國宇航結(jié)構(gòu)產(chǎn)品上的應(yīng)用現(xiàn)狀及需求，闡述了高模量碳纖維的特點、制備工藝、關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀等，分析了現(xiàn)階段中國高模量碳纖維發(fā)展存在的主要問題，有針對性的提出了實現(xiàn)自我保障的建議.

高模量碳纖維；宇航結(jié)構(gòu)產(chǎn)品；應(yīng)用現(xiàn)狀；自我保障；建議

高模量碳纖維是指彈性模量超過350 GPa的高性能碳纖維，根據(jù)原絲來源主要分為聚丙烯腈基和瀝青基兩種.高模量碳纖維復(fù)合材料具有比剛度高、尺寸穩(wěn)定性好、耐燒蝕性強及可整體設(shè)計等優(yōu)異特性，是現(xiàn)有和未來衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)、防護結(jié)構(gòu)和輔助結(jié)構(gòu)上不可替代的關(guān)鍵材料.中國高模量碳纖維研制起步較晚、水平落后、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)用高模量碳纖維幾乎完全依賴進口，陷入航天技術(shù)發(fā)展受制于人，在復(fù)雜國際環(huán)境中隨時可能被掐斷的被動局面，為了保障國家利益，加速自主建設(shè)航天強國和強大國防，開展國產(chǎn)高模量碳纖維體系研制實現(xiàn)自我保障，對中國宇航事業(yè)有著重要的戰(zhàn)略意義.

1 應(yīng)用優(yōu)勢

中國目前在軌、在研和論證中的宇航結(jié)構(gòu)產(chǎn)品廣泛使用高模量碳纖維，是各級主次結(jié)構(gòu)的核心關(guān)鍵材料［1］，也是未來航天材料發(fā)展的重點.

1.1 滿足結(jié)構(gòu)輕量化的需求

衛(wèi)星工作在數(shù)百到數(shù)十萬公里的空間軌道上，克服地球引力需要巨大的能量，因此，航天技術(shù)對衛(wèi)星質(zhì)量有著極其嚴(yán)格的要求.據(jù)估算，衛(wèi)星每節(jié)省1 kg的質(zhì)量，運載火箭就可以減少500 kg的燃料［2］，并降低發(fā)射成本2萬美元［3］.在整星質(zhì)量相同的條件下，隨著高模量碳纖維應(yīng)用比例提高，衛(wèi)星結(jié)構(gòu)質(zhì)量與總質(zhì)量之比降到5%以下，減少結(jié)構(gòu)質(zhì)量意味著增加了有效載荷的比例，也意味著更多的燃料、設(shè)備、功能和更長的壽命.

1.2 滿足結(jié)構(gòu)高剛度的需求

衛(wèi)星在發(fā)射過程中受到很大的加速過載和劇烈振動載荷.衛(wèi)星主結(jié)構(gòu)基頻高于運載的基頻，才能夠承受發(fā)射過程的過載和振動載荷，保證整星的完整性和功能性.在軌衛(wèi)星受儀器振動和熱應(yīng)力等因素的影響，結(jié)構(gòu)會受到低頻率振動干擾，只有星體結(jié)構(gòu)達到較高的振動基頻，才能避免發(fā)生共振等災(zāi)難性后果［4］.通常要求各級結(jié)構(gòu)具有較高的一階基頻，即很好的剛性.高模量碳纖維復(fù)合材料是滿足衛(wèi)星結(jié)構(gòu)剛度要求的最佳材料［5］.

1.3 滿足結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性的需求

衛(wèi)星上的多個分系統(tǒng)和功能載荷要求星體結(jié)構(gòu)和次級結(jié)構(gòu)在軌道運行和冷熱交變過程中，具有非常高的尺寸精度和穩(wěn)定性，如拋物面天線［6-7］、相機鏡筒［8］、對接機構(gòu)等，其精度直接影響著衛(wèi)星或有效載荷的功能發(fā)揮，決定了遙感［9］、偵察、通信、空間攻防等航天任務(wù)的成敗.高模量碳纖維熱膨脹和吸濕膨脹系數(shù)非常小，可設(shè)計成零膨脹結(jié)構(gòu)，是制造這類結(jié)構(gòu)的最佳材料.

1.4 滿足結(jié)構(gòu)-功能一體化的需求

隨著衛(wèi)星功能的不斷增加及復(fù)雜航天項目的開展，生理環(huán)境保持能力、空間防護能力、熱控能力和隱身能力等多功能成為衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的必然發(fā)展趨勢.高模量碳纖維復(fù)合材料作為一種多相復(fù)合結(jié)構(gòu)，能夠在不損失結(jié)構(gòu)強度的基礎(chǔ)上，順利的引入各種功能，替代大質(zhì)量復(fù)雜的專用功能部件，進一步提高衛(wèi)星效率和項目的可行性.

2 應(yīng)用需求

中國多個重大專項航天任務(wù)中都對高模量碳纖維提出了明確的需求.現(xiàn)有大型通信衛(wèi)星平臺等各種衛(wèi)星結(jié)構(gòu)上，須全面應(yīng)用高模量碳纖維才能滿足結(jié)構(gòu)效率、強度剛度、耐空間環(huán)境、長壽命等方面的要求.這些重大專項工程有著意義重大、科學(xué)價值高、性能要求苛刻的特點，高模量碳纖維無法被取代的應(yīng)用地位和迅速增長的用量需求，迫切需要有穩(wěn)定可靠的高模量碳纖維供應(yīng)來源，才能保證項目順利推進及任務(wù)的最終成功.因此.必須建立批量化生產(chǎn)能力，盡快實現(xiàn)高模量碳纖維的自我保障.

3 研制現(xiàn)狀

3.1 高模量碳纖維的特點

宇航用高模量碳纖維在24 K以下，以1、3、6 K為主［10-11］，滿足復(fù)合材料精細(xì)化的制造要求.采用專用原絲、獨立的質(zhì)量控制體系和嚴(yán)格的檢驗標(biāo)準(zhǔn)保證品質(zhì)的同時帶來了成本的升高.某些特殊應(yīng)用環(huán)境對纖維有特別的性能要求，如微成分、質(zhì)量一致性和穩(wěn)定性等.宇航用碳纖維產(chǎn)品、關(guān)鍵制備技術(shù)和裝備被各國嚴(yán)格控制，難以從國外引進，必須依靠自身發(fā)展［12］.

3.2 制備工藝

高模量碳纖維制備工藝一般分為原絲制備、氧化、碳化、石墨化以及上漿5個階段.石墨化是碳纖維經(jīng)過2 000～3 000℃熱處理，在惰性氣體保護下非碳元素進一步脫除，碳元素進一步富集，可得到含碳量99%以上的高模量碳纖維.高模量碳纖維石墨層平面進一步沿著纖維軸向排列，由二維亂層石墨結(jié)構(gòu)向三維有序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，石墨微晶沿著纖維軸向的取向性增加，大大提高了碳纖維的彈性模量.石墨化工藝主要為高溫石墨化，以及在高溫?zé)崽幚頃r輔助催化技術(shù)、熱牽伸技術(shù)、外加磁場技術(shù)、滲碳技術(shù)、高壓技術(shù)等石墨化工藝.

3.2.1 高溫石墨化［13］

高溫石墨化分為一步法和二步法.一步法是在碳纖維生產(chǎn)過程的高溫碳化后直接進行高溫石墨化處理，不需要對碳纖維進行脫膠、鈍化等重復(fù)工藝環(huán)節(jié)，流程簡單，利于保持纖維強度性能和降低成本.一步法工藝調(diào)節(jié)余地大，可根據(jù)高溫石墨化對碳纖維結(jié)構(gòu)的要求對預(yù)氧化、碳化工藝進行調(diào)整，是高模量碳纖維生產(chǎn)的必然趨勢.二步法通常利用成品碳纖維進行高溫處理，包括鋪絲、脫膠、鈍化、石墨化、表面處理、上漿、收卷等工藝環(huán)節(jié).優(yōu)點是不受碳纖維生產(chǎn)工藝限制，工藝靈活，缺點是工藝環(huán)節(jié)較多，其中的脫膠、鈍化等工藝對碳纖維強度性能影響較大，不利于最終碳纖維性能提高，且生產(chǎn)成本較高，是目前國產(chǎn)M40級高模量碳纖維主要生產(chǎn)方式.

3.2.2輔助其他技術(shù)的石墨化

催化石墨化是指加入某些無機和有機添加劑使碳纖維在較低的溫度下達到一定程度的石墨化.化學(xué)鍍Ni-P鍍層在較低熱處理溫度下對聚丙烯腈基碳纖維的石墨化具有良好的催化作用［14］.合金中的Ni元素對碳纖維的石墨化起主要催化作用，而P元素卻并沒有參與催化石墨化過程.電沉積Ni-B合金也能夠在較低溫度下實現(xiàn)對聚丙烯腈基碳纖維的催化石墨化，Ni和B具有明顯的協(xié)同催化效果［15］.含Ni-B合金催化劑的碳纖維經(jīng)1 300℃熱處理2 h后石墨化程度相當(dāng)于空白樣碳纖維經(jīng)2 800℃熱處理2 h后石墨化程度. Fe-P鍍層也具有明顯的催化效果［16］，F(xiàn)e-P合金實現(xiàn)了較低溫度下對碳纖維的催化石墨化，具備節(jié)能高效的特點，在低溫石墨化方面具有廣闊的應(yīng)用前景.

熱牽伸石墨化在同一溫度下可以兼顧抗拉強度和彈性模量兩方面性能.碳纖維在熱牽伸力作用下高溫塑性變形，孔隙沿軸向排列成針形孔，結(jié)構(gòu)由無序變?yōu)橛行?，結(jié)構(gòu)缺陷擴散到晶界，位錯線缺陷經(jīng)蠕變而消失，使晶格排列更為完善，消除應(yīng)力集中點［17］.

外加磁場石墨化技術(shù)是指在石墨化過程中施加高強磁場，可使碳纖維的拉伸強度得到大幅度的提高［18］.在1 172℃下施加平行于纖維軸向的高磁場石墨化，碳纖維拉伸強度比2 000℃下無磁場石墨化提高了14%.

滲炭石墨化技術(shù)可以減小纖維中缺陷，有效抑制通過石墨化過程造成的拉伸強度的下降.高壓石墨化可以比通常石墨化所需的溫度更低時進行石墨化，高壓在一定程度上可以抑制纖維表面碳原子的蒸發(fā)，減少纖維表面缺陷［19］.

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

通過國內(nèi)外碳纖維研究院所及生產(chǎn)廠家實踐發(fā)現(xiàn)，影響高模量碳纖維性能的三大關(guān)鍵技術(shù)主要為原絲技術(shù)、石墨化設(shè)備及高溫石墨化技術(shù).

3.3.1 原絲技術(shù)是核心

原絲的品質(zhì)是提升高模量碳纖維的性能關(guān)鍵之一，人們特別關(guān)注聚合物單體、溶劑、環(huán)境等凈化及聚合紡絲工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整，目的是生產(chǎn)出低灰分、細(xì)直徑、高取向度、柔韌性好、均勻穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)原絲.優(yōu)質(zhì)原絲是制備高模量碳纖維的基礎(chǔ)，需要突破的關(guān)鍵技術(shù)包括研制非硅系新油劑，加強各工序的凈化度和設(shè)備加工精度，強化工藝參數(shù)調(diào)控精度，分析測試的準(zhǔn)確度和測試方法的統(tǒng)一性等［20-21］.

3.3.2 石墨化設(shè)備是保障

目前使用比較多的石墨化設(shè)備有電阻爐、感應(yīng)爐、太陽爐及等離子體技術(shù)加熱等.其中電阻爐和感應(yīng)爐都有直接加熱法、間接加熱法兩種模式.國內(nèi)外工業(yè)領(lǐng)域普遍采用高溫管式石墨化電阻爐，石墨管的內(nèi)部形成高溫區(qū)，碳纖維在惰性氣體的保護下在石墨管內(nèi)被高溫?zé)崽幚矶鴮崿F(xiàn)石墨化.

3.3.3 高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)是關(guān)鍵

如何優(yōu)化石墨化條件，將壓力、溫度、溫度分布、停留時間等影響因素綜合考慮創(chuàng)新制造工藝；石墨爐腔材料本身損耗程度不同，實際生產(chǎn)更換頻率和成本會有差異，如何在石墨化階段降低能耗、提高熱效率，延長設(shè)備使用壽命，從而提高產(chǎn)品性能，是高溫石墨化的關(guān)鍵技術(shù).

3.4 國內(nèi)研制現(xiàn)狀

國內(nèi)1984年高模量碳纖維在衛(wèi)星天線喇叭支撐筒和消旋支架上首次得到使用［22］.1988年的通訊衛(wèi)星上廣泛應(yīng)用了高模量碳纖維，如中心承力筒、結(jié)構(gòu)板、太陽翼基板和連接架、天線結(jié)構(gòu)等［23］.隨著衛(wèi)星有效載荷的增加，高模量碳纖維在國內(nèi)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的應(yīng)用逐步擴大，使國內(nèi)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)質(zhì)量占整星質(zhì)量的比例降到10%.

近年來，中國一些高校、科研院所也開始進行高模量碳纖維的應(yīng)用研究.北京化工大學(xué)在石墨化工藝研究中，積累了豐富的理論與實踐經(jīng)驗，掌握了PAN基高模量碳纖維及其原絲的實驗室制備技術(shù)［5，24-25］.北京航空航天大學(xué)具有專業(yè)成熟的高模量碳纖維檢測體系，哈爾濱工業(yè)大學(xué)在上漿劑方面開展了相關(guān)研究［26］.目前國內(nèi)碳纖維企業(yè)有40家，其中研究單位10家，生產(chǎn)單位30余家［27］，如威海拓展、中復(fù)神鷹、鎮(zhèn)江恒神、江蘇航科、中國化工等［28-29］，其中威海拓展M40級實現(xiàn)小批量供應(yīng).

3.5 與國外的差距

國外衛(wèi)星本體主次承力結(jié)構(gòu)［30］、天線結(jié)構(gòu)、太陽翼基板等全面使用高模量碳纖維系列產(chǎn)品，使衛(wèi)星結(jié)構(gòu)質(zhì)量僅占衛(wèi)星總質(zhì)量的5%～6%［10］.全球領(lǐng)先的有日本東麗、東邦、三菱以及美國氰特和赫氏，中國臺灣的臺塑等［31-32］.東麗M70J產(chǎn)品代表了該系列的最高水平，模量達到690 GPa，強度3 400 MPa.俄羅斯高模量碳纖維模量在400～600 GPa.美國Hexcel公司是高性能小絲束PAN基碳纖維的代表，其產(chǎn)品大量應(yīng)用在美國國防工業(yè)［10，12］.

4 現(xiàn)階段中國高模量碳纖維發(fā)展存在的主要問題

4.1 對自我保障緊迫性認(rèn)識不足

中國5～10年內(nèi)對高模量碳纖維有著迫切的需求.隨著衛(wèi)星和航天器的大量研制任務(wù)陸續(xù)展開，輕質(zhì)大載荷宇航器對高模量碳纖維的需求量將達到年均10～100 t，如果考慮火箭/導(dǎo)彈領(lǐng)域［33］，需求量更大.不盡快上馬高模量碳纖維生產(chǎn)線，實現(xiàn)戰(zhàn)略關(guān)鍵材料的自我保障，未來部分航天器制造可能面臨“無米下炊”的尷尬局面，直接影響后續(xù)型號任務(wù)的開展，非常被動.

4.2 宇航高端應(yīng)用牽引不足，產(chǎn)品匹配能力弱

宇航用戶在高端碳纖維研發(fā)方面的技術(shù)優(yōu)勢沒有與碳纖維生產(chǎn)企業(yè)結(jié)合起來，導(dǎo)致盡管高端碳纖維需求很緊迫，而民營企業(yè)碳纖維卻難以滿足宇航使用.目前國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)化屬于低水平重復(fù)建設(shè)［34］，產(chǎn)品定位趨同化，2014年理論產(chǎn)能30 000 t，低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差［35］，實際產(chǎn)量只有3 000 t，而面向宇航結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的高模量碳纖維生產(chǎn)線卻嚴(yán)重不足.

4.3 技術(shù)瓶頸未完全突破，設(shè)備與工藝協(xié)同性差

原絲技術(shù)、石墨化設(shè)備及高溫?zé)崽幚砣箨P(guān)鍵技術(shù)未完全突破.優(yōu)質(zhì)原絲是制備高模量碳纖維的基礎(chǔ)，高模量碳纖維對裝備的依賴程度較高，國內(nèi)碳纖維設(shè)備研發(fā)起步較晚，自主設(shè)計或者國內(nèi)采購的設(shè)備，在加工精度、設(shè)計方面的不足，導(dǎo)致設(shè)備與生產(chǎn)工藝適應(yīng)性差，不能滿足工藝的需求.國內(nèi)仍不具備成熟的高溫蒸汽牽伸機、大型預(yù)氧化爐、寬口徑高溫碳化爐、高溫石墨化爐、卷繞機等關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)和制造能力［22，36］.大部分廠家采用的是進口設(shè)備，造成設(shè)備對工藝的保障能力不足，在一定程度上阻礙了工藝的進步［21］.需要好的設(shè)備來保障高溫?zé)崽幚砑捌漭o助技術(shù)的進一步研究.高模量碳纖維國產(chǎn)化必須提高裝備的系統(tǒng)可靠性和控制水平，提高裝備與工藝的協(xié)同性［37］.

5 實現(xiàn)中國高模量碳纖維自我保障的建議

5.1 提高自我保障的重要性認(rèn)識

高模量碳纖維屬于關(guān)系國家安全和利益的戰(zhàn)略關(guān)鍵材料，長期依賴進口不僅使中國發(fā)展受制于人，而且有著巨大的潛在風(fēng)險.實現(xiàn)高模量碳纖維的自我保障，使中國高模量碳纖維產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展，符合國家材料重大專項中重點攻克碳纖維及其復(fù)合材料的戰(zhàn)略需求.

5.1.1 保障專項工程對高模量碳纖維的迫切需求

重大航天項目對高模量碳纖維復(fù)合材料要求迫切.如某計劃航天器質(zhì)量超過40 t，載重超過現(xiàn)有衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)強度要求大大增加.如果繼續(xù)完全依靠進口，無論是材料性能還是需求用量都有著越來越大的缺口.

5.1.2 保障國產(chǎn)高模量碳纖維的可持續(xù)發(fā)展能力

國產(chǎn)高模量碳纖維在中國航天技術(shù)的發(fā)展中有著重要的作用，開展規(guī)?；a(chǎn)形勢非常緊迫，且高模量碳纖維生產(chǎn)線的建設(shè)和研究，對中國高模量碳纖維的工程技術(shù)水平的發(fā)展有著重要的促進作用.高模量碳纖維技術(shù)的突破為高模高強型碳纖維的研究生產(chǎn)，提供了技術(shù)積累和設(shè)備能力積累.

5.2 加強高端應(yīng)用牽引，建立新型研制模式

打造高模量碳纖維纖維用戶、有核心技術(shù)的高校和纖維生產(chǎn)企業(yè)三者結(jié)合的新型研制模式.以宇航產(chǎn)品為牽引保證基本的纖維需求，帶動高模量纖維制造技術(shù)的提升，通過在宇航產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)用比例的提升和宇航外領(lǐng)域國產(chǎn)高模量纖維應(yīng)用的拓展，拉動纖維產(chǎn)量的提升；以高性能纖維的生產(chǎn)為推動，穩(wěn)定提升國產(chǎn)纖維的性能、提升產(chǎn)量、降低成本，推動國產(chǎn)高模量纖維的應(yīng)用，提升關(guān)鍵材料的自主保障能力.

5.2.1 借鑒國外成功模式的經(jīng)驗

從國外的經(jīng)驗來看，宇航高端用戶與碳纖維生產(chǎn)企業(yè)相結(jié)合的寓軍于民的研制模式，將高端碳纖維生產(chǎn)線建立在中、低端生產(chǎn)線上，既能夠保證宇航結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的需求，又能使生產(chǎn)線工作量飽滿無閑置，穩(wěn)定纖維原材料性能，提高生產(chǎn)線利潤率.國外大型高模量碳纖維企業(yè)都是完整的生產(chǎn)線，環(huán)環(huán)相扣，避免相互推諉的現(xiàn)象，便于解決問題和質(zhì)量管理［34］.

5.2.2 推動在宇航領(lǐng)域的工程化應(yīng)用

宇航用戶發(fā)揮工程應(yīng)用經(jīng)驗，根據(jù)國產(chǎn)高模量碳纖維在衛(wèi)星結(jié)構(gòu)上使用部位、結(jié)構(gòu)特點和工藝特點，選取衛(wèi)星典型結(jié)構(gòu)單元、縮比結(jié)構(gòu)等開展更換材料的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計，建立國產(chǎn)高模量碳纖維復(fù)合材料成型工藝規(guī)范，促進其在衛(wèi)星結(jié)構(gòu)上的工程化應(yīng)用［12］.

5.2.3 加強生產(chǎn)集中度，突顯規(guī)?；?yīng)

國家控制高模量碳纖維生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量，有利于提高集中度，能充分保證資金、技術(shù)等方面的持續(xù)性投入，避免產(chǎn)能盲目擴大和企業(yè)之間的惡性競爭［22］.進行高模碳纖維生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性研究，建立高模量碳纖維石墨化工藝、表面處理工藝及上漿工藝技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，形成高模碳纖維穩(wěn)定規(guī)?；a(chǎn)和供貨的能力，降低生產(chǎn)成本.通過在宇航產(chǎn)品上批量應(yīng)用，有力牽引更高性能國產(chǎn)高模量碳纖維的研制，形成研制、生產(chǎn)、應(yīng)用和再研制的良性循環(huán)體系.

5.2.4 提高產(chǎn)品差別化，拓展應(yīng)用市場

在保障宇航領(lǐng)域供應(yīng)的前提下，提高產(chǎn)品的差別化兼顧民用市場，通過技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)用的無縫對接，開發(fā)品種多樣中游產(chǎn)品［21］，如預(yù)浸料、織物等，發(fā)揮產(chǎn)品種類互補的優(yōu)勢，提高產(chǎn)能，實現(xiàn)中低端產(chǎn)品低成本化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性，占領(lǐng)重點工業(yè)領(lǐng)域、能源、體育休閑領(lǐng)域巨大市場［32］.

6 結(jié) 語

鑒于高模量碳纖維在宇航制造業(yè)中的重要地位及中國高端領(lǐng)域?qū)ζ淦惹行枨?，加速自主建設(shè)航天強國和強大國防，擺脫被發(fā)達國家限制和監(jiān)控、歐洲對華全面禁運的緊迫現(xiàn)狀，推動產(chǎn)學(xué)研用進一步融合，開展國產(chǎn)高模量碳纖維的研制，以及進一步擴展在宇航結(jié)構(gòu)產(chǎn)品上的應(yīng)用，實現(xiàn)國家戰(zhàn)略關(guān)鍵材料國產(chǎn)化自我保障，具有非常重要的戰(zhàn)略意義與實踐意義.

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（編輯 呂雪梅）

Application-status of high modulus carbon fiber in domestic aerospace structural products and suggestions for self-supply

TAO Jibai，LI Yu，ZHANG Yusheng，LIANG Long，CHEN Weiqiang

（Beijing Spacecrafts，Beijing 100094，China）

High modulus carbon fiber composite is widely used in aerospace structural products due to its excellent properties，such as high specific stiffness，good dimension stability，ablation endurance and integrated design.The proportion of application is increased quickly.As one of critical materials，technology and strategic materials are strictly exported from developed countries.Ensuring self-supply of high modulus carbon fiber composite materials is very important for national defense and aerospace industry.In this paper，application-status and the demand of high modulus carbon fiber in domestic aerospace structural products are introduced firstly.Characteristics，preparation process，key technologies and research status are overviewed secondly.Main problems of high modulus carbon fiber development at the present stage are addressed thirdly. Suggestions to ensure self-supply are made pertinently in the final part.

high modulus carbon fiber；aerospace structural products；application-status；self-supply；suggestions

TB332

A

1005-0299（2015）06-0098-06

10.11951/j.issn.1005-0299.20150618

2015-05-23.

陶積柏（1984—）男，碩士.

黎 昱，E-mail：13381093283@189.cn.