國產大絲束碳纖維及復合材料:推動中國風電行業實現產業引領
項目所屬的東華大學俞建勇院士團隊與各聯合單位在碳纖維及復合材料領域開展了長期深入的產學研用合作,共同承擔并完成了國家重點研發計劃、江蘇省重點研發計劃、上海市科委科研計劃等多項國家及省部級科研攻關任務。項目合作各方通過聯合研發與技術積累,實現了國產大絲束碳纖維及其拉擠復合材料在風電葉片領域的應用,突破了長期制約風電等高端裝備發展的“卡脖子”材料瓶頸,實現了我國在該領域從技術突破到產業引領的跨越。
大絲束碳纖維高效低成本大規模產業化技術
大絲束碳纖維高效低成本大規模產業化技術是貫穿項目研究的核心基礎。項目團隊針對國產碳纖維長期面臨的生產效率低、制備成本高和批次穩定性差等痛點,開創了大絲束碳纖維高效低成本制備新路徑。項目系統研究了新型聚丙烯腈共聚物分子設計、水相懸浮聚合工藝、大絲束纖維均一化紡絲成型和高效預氧化碳化工藝,開發了大絲束碳纖維大規模生產恒定張力控制以及爐內溫度場、氣流場的均勻性控制技術,有效提升大絲束碳纖維的性能和穩定性,為其在超大型風電葉片的大規模產業化應用奠定了基礎。
大絲束碳纖維拉擠復合材料高效低缺陷成型技術
拉擠工藝以其獨有的材料利用率和性能轉化效率優勢,成為大絲束碳纖維規?;瘧玫年P鍵技術。項目構建了拉擠成型多物理場耦合仿真模型,研制了大絲束碳纖維高效拉擠專用工藝和裝備,提升了大絲束碳纖維拉擠板材的性能、穩定性和尺寸精度,開發的專用夾層材料提升了拉擠板材復合組件一體化灌注成型的效率與層間性能,形成了高性能大絲束碳纖維拉擠復合材料板材規?;€定制備技術,為我國風電產業發展提供了堅實的材料與工藝保障。
超大型碳纖維復合材料風電葉片一體化設計與制造技術
超大型風電葉片是實現大絲束碳纖維及其拉擠成型復合材料規模化應用的重要場景。面對風電葉片超大型化帶來的設計與制造等方面挑戰,項目團隊應用一體化協同設計策略驗證了大絲束碳纖維復合材料風電葉片在捕風系數與輕量化設計上的綜合優勢,攻克了風電葉片關鍵結構模塊化預制與主梁殼體界面融合的一體化成型技術,解決了超大型葉片大規模生產的主成型周期效率提升難題,形成了大絲束碳纖維復合材料超大型風電葉片大規模產業化技術,為我國超大型風電葉片的技術進步和產業發展提供了關鍵支撐。
項目形成了大絲束碳纖維從基礎制備到高端應用的全鏈條技術創新體系,項目成果已成為支撐我國風電能源領域風機葉片超大型化發展的核心技術,對提升我國戰略性新興產業的供應鏈韌性、降低高端裝備制造成本、保障國家能源安全具有深遠的戰略意義,不僅滿足了國家重大工程的戰略需求,更為全球碳纖維在風電產業的應用和發展貢獻了中國智慧與中國方案。










































