纤维材料检测

复合材料一般泛指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，在性能上互相取长补短，产生协同效应，使材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合纤维材料的出现堪称材料史上的一次革命。由于复合纤维材料具有高强质轻、耐高温、耐疲劳、优良的减振性、耐化学腐蚀和热膨胀系数小等特点，广泛应用于航空航天、现代工业、体育器材等领域，如神舟7号、嫦娥探月工程以及C919大飞机等重大项目中均见其身影。 目前，微波化学仪器已成为分析化学、材料科学等应用领域中一种高效的样品前处理和制备设备，然而反应容器的材质直接决定仪器承受高温、高压的性能。市场上流行的微波消解仪通常采用PTFE、PFA以及TFM加工成消解内罐，高端产品更青睐于TFM材质用作消解内罐（最高耐温315℃，最大承受压力12MPa），因此消解外罐的各项性能成为仪器发展和技术创新的&ldquo 瓶颈&rdquo 。早期的聚砜（PSF）或聚苯硫醚(PPS）消解外罐普遍用在普及型和低端微波消解仪上，但在使用过程中因反应条件或机械损伤很容易造成消解罐发生酸腐蚀、变形、产生裂缝，甚至爆裂，现在中高端微波消解仪中已很难见到了。大约在2005年初，国内一代微波消解系统逐渐采用耐高温、高压，尺寸稳定性以及良好耐化学性的聚醚醚酮（PEEK）设计制造压力反应罐外罐，其使用寿命和安全性得到大幅提高。随着用户对微波反应的要求越高（反应温度高于250℃，反应压力高达4MPa，反应罐体耐压能力超过6MPa），PEEK材料的外罐存在如此高温下易熔易燃，且易受高压损伤等缺陷；特别是高温硫酸蒸汽对其的影响而导致罐体开裂，从而大大降低了仪器设备的安全性能和提升了运行维护的成本。 上海新仪公司对目前市场上已有的国外高端产品经过长时间的市场调研和咨询国内先进材料专家，凝聚公司科研技术人员克服多重难关，引进并自主开发出全封闭防腐超强复合纤维材料，在2008奥运年一举攻克外罐材料的&ldquo 瓶颈&rdquo ，奠定开发高端微波化学仪器的技术基础。新型复合纤维材料外罐采用纤维一体化缠绕并外裹PFA材料工艺制作而成，强度高（80MPa）、耐高温（400℃）、质量轻巧和极低的热膨胀系数，耐受各种酸碱、有机溶剂，由于全封闭防腐技术的应用克服了国外同类现有产品的怕水或水蒸气浸蚀、不耐腐蚀等缺点。复合纤维材料的抗疲劳强度为其抗拉强度的60%左右，即使因疲劳断裂也是从基体开始，逐渐扩展到纤维和基体的界面上。因此，具备破坏前的预兆，可以及时检查发现，材料寿命比一般金属的长数倍。同时，复合纤维材料的基体中有成千上万根独立的纤维，当用这种材料制成的外罐即便因反应产生爆炸也能在极短时间内将载荷重新分配并传递到未破坏的纤维上，故整个外罐不至于在短时间内丧失承载能力，其安全性能超越目前已知的所有高分子工程塑料。经实际产品测验结果表明，爆不破炸不裂撕不碎的复合纤维材料外罐完全消除横向炸裂的可能，安全系数大大超过目前市场通用的有机改性PEEK材料，耐用性能为PEEK材质的20~100倍。 MDS-10高通量密闭微波消解· 萃取· 合成工作站和MASTER 40罐高通量密闭微波消解/萃取工作站均采用超高强度的复合纤维材料制成的外罐，同时配合专利的垂直爆破泄压结构，从真正意义上实现了&ldquo 垂直爆破&rdquo 理论，杜绝了由于反应罐的横向破裂造成仪器和人员伤害，极大限度地提高了操作人员的安全性，开启了微波化学超高温高压的新时空。有关仪器详情请浏览我公司网站：www.sineo.cn.

2016年4月15日，“第二届碳纤维及其复合材料技术与应用研讨会”在深圳召开，此次应用研讨会以“构建中国绿色碳纤维产业链”为主题，行业内近三百家企业将齐聚此次研讨会，共同讨论解决我国目前碳纤维发展问题及部分解决方案。 会议现场，国家973项目首席科学家、东华大学纤维材料改性国家重点实验室副主任余木火教授、碳纤维及复合材料研究所党部支书记赵冬林教授等人针对纤维行业发展、碳纤维复合材料在工业领域应用的产业化之路等问题进行了深刻的探讨。 作为中国领先的材料试验设备和材料，碳纤维行业内举足轻重的试验解决方案的服务商，三思纵横接受主办方邀请，携三思独家研创的新品“风暴”系列电子万能试验机和自主研发碳纤维专用夹具全力聚焦该会议，现场分享碳纤维及其复合材料测试方面的最前沿科技。三思纵横致力于为建立有中国特色的碳纤维制备及应用产业链结构，实现碳纤维在交通运输、能源、建筑、航天航空兵器核等领域的应用完全自主贡献一份民族试验机龙头企业的力量。 碳纤维材料是典型的高科技领域中的新型工业材料，是发展国防、军工与国民经济的重要战略物资，碳纤维复合材料具有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性好、可大面积整体成型等特点，已在航空航天、国防军工和民用工业的各个领域得到广泛应用。在要求高温，物理稳定性高的场合，碳纤维复合材料具备不可替代的优势，碳纤维碳材料已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。高性能碳纤维材料还是制造先进复合材料最重要的增强材料。 既坚如磐石，又韧如发丝。它是自古以来人类在材料领域孜孜以求的品质，也是三思在前进发展道路上追求的品格。

“第十七届中国科学仪器发展年会（ACCSI2024）”于2024年4月17-19日在苏州狮山国际会议中心盛大召开。ACCSI定位为科学仪器行业高级别产业峰会，经过多年的发展，已被业界誉为科学仪器行业的“达沃斯”论坛。ACCSI2024 以“融合创新，质领未来”为主题，吸引了来自“政、产、学、研、用、资、媒”等各方的高端人士共计1500余人参会，共同探讨科学仪器行业的前沿趋势与发展机遇。年会现场，仪器信息网特别采访了上海骐杰新材料股份有限公司董事长申富强。访谈就公司的整体业务概况、碳纤维复合材料产业化现状、研发过程中所用到的仪器检测技术、目前对仪器检测的需求等话题展开。仪器信息网：请介绍下上海骐杰新材料股份有限公司的整体业务概况？申富强：上海骐杰股份是做碳纤维复合材料的，主要的应用领域有三个，第一个是超高温应用领域，第二个是摩擦材料领域，第三个是储能材料领域。公司目前有将近200人，总部在上海，设有4个生产基地，主要在江苏淮安，各基地承载了不同的职能，目前着重开发的市场是光伏和半导体的应用方面。仪器信息网：我国碳纤维复合材料产业化现状如何？与国际水平有哪些差距？骐杰新材料在推进碳纤维复合材料国产化方面取得哪些进展？申富强：中国的碳纤维发展基本已与世界同步，虽在某些技术上稍显落后，但经过这几年的努力，已经追上来了。当前，中国碳纤维在国际市场的份额大幅提升，原来主要集中在日本、美国和欧洲，现在产量已与日本不相上下，预计到2030年，有望超越欧美和日本，成为碳纤维生产的第一大国。碳纤维复合材料领域也呈现出增长态势，之前看过相关报道，在2030年之前，会维持年均14%的增长率，是一个非常好的行业。中国在这一领域的发展与世界也基本是同步的，水平相当。目前，我国碳纤维复合材料领域主要分为树脂基和碳碳复合材料两大类。我们公司专注于碳碳复合材料领域，并已在此领域取得了一系列重要突破，包括飞机、汽车的摩擦材料，半导体的高纯材料，以及新能源储能材料等方面的显著进步。仪器信息网：中国碳纤维复合材料呈现积极发展态势，您认为发展背后的驱动力主要来自具体的应用需求还是碳纤维材料本身发展规律？申富强：从我个人角度来看话，可以从两个方面回答，第一个确实是碳纤维材料本身的发展，从最开始的50年代到现在的高速发展，这是一个材料发展的必然的结果。材料的发明到最终的市场的应用，需要一个很长的周期，尤其是基础材料的应用，周期可能更长。所以作为材料人来讲，要耐得住寂寞，守得住底线，和材料一起发展。第二方面，我认为碳纤维材料的发展同样受到国家导向和政策的影响，包括世界上新兴的科研前沿需求，也具有一定的指导作用。各个国家都在做相应的政策性引导，我们国家也是跟国际政策是相匹配的，能够跟得上新兴器件的应用，比如半导体、飞机及重型的航天器。材料的需求出来之后，必然会带动碳纤维的发展，这是两方面的推动。仪器信息网：碳纤维复合材料研发生产过程中主要会应用到哪些仪器检测技术？请从您的角度谈谈这些仪器检测技术对于材料研发生产的重要意义？申富强：我觉得在材料发展过程中，检测是一个非常重要的环节。检测必然会对仪器带来需求，尤其是新材料或者新的苛刻的应用场景出现的时候，对于检测仪器也会相应地提出新的需求，而且会提出苛刻的需求。现在碳纤维复合材料应用领域，尤其是碳碳复合材料领域，出现的应用场景都是超高温、超纯或超大容量，对于原有的普通的仪器或者普通精度的仪器，已经不能够满足市场的需求了。在碳纤维复合材料行业中，测试3000度以上的高温机械性能和物理性能等，一直是个技术挑战。目前，市场上缺少这类仪器，也让众多企业倍感困惑。为了突破这一困境，不少企业开始自主研发或寻找合适的厂家进行联合开发。而且，测试标准也不统一。所以，现在对于碳纤维复合材料来说，要么是找不到相应的仪器，要么是有仪器，但精度不够。此外，行业还面临着测试平台不足和数据积累、共享困难的问题。所以我觉得将来对于仪器的要求，除了在有和无之间先实现之外，第二个很重要的问题就是实现精度、智能化、数据化，要在这方面做更多的努力，否则无法满足新材料的发展需求，也会阻碍新材料的发展。所以我呼吁相应的国内的仪器生产厂家积极投入到这一领域，尽可能实现这些仪器的国产化。仪器信息网：从目前应用来看，贵司对检测技术或仪器设备还有哪些需求？申富强：在超高温条件下，如超过1500度的导热系数仪，目前难以找到合适的供应商。同样，超高温下的热膨胀系数仪，以及用于测量微孔、介孔和纳孔的粒径分布和电化学活性的设备也极为稀缺。此外，对于模拟高速运动惯量下的热损或摩擦性能，以及导热性能的测试仪器同样缺乏。所以我希望相关仪器制造商能够投入研发或联合研发相应的仪器。仪器信息网：您认为材料研发生产企业与科学仪器生产企业有哪些合作的方向？申富强：之前我思考过这个问题，可以概括为业仪一体或业仪融合，就是企业和仪器应该要一体化发展，甚至应该加上检测服务，实现业仪检的一体化发展，可能对以后产业的发展有帮助。如果没有精准的仪器，没有合适的仪器，对产业的发展，对行业的推动是比较麻烦的。发展到中期的时候，我建议建立一个检测服务的平台，实现仪器的共享，减少企业的仪器购置成本。同时，随着数据积累的增加，材料未来的发展可能会从传统的产业研究院模式逐步转向数字化的产业研究院。这种转变将减少测试量，从而加速研发过程，降低测试成本。我认为这是未来产业发展的一个理想方向。因此，我建议咱们仪器信息网能够构建一个这样的体系，新的名词可以叫“材料基因研究所”，这样可以通过这个平台，加速材料和产业的发展。仪器信息网：您提到骐杰新材料在材料研发过程中也展开一些仪器技术的开发，能不能谈谈贵公司在此方面有没有实质性进展或看法？申富强：实际上，我们一直在努力推进产学研合作，因为购买全部所需仪器对企业而言是一笔庞大的开支，所以现在也在和大学及科研院所联合开发项目，这样可以借助高校的平台满足公司在材料检测服务方面的需求。当然，现在也有一些第三方检测机构也不错，所以我觉得是一个阶段性的发展需求。所以我认为公司可以跟第三方来共建测试平台，如仪器信息网或政府机构，这也是一个比较合适的选择。仪器信息网：今年是仪器信息网成立25周年，请您谈谈对仪器信息网未来有哪些建议或者期待?申富强：我觉得咱们网站做得非常好。建议就是可不可以整合下咱们网站供应商、检测服务机构等这些资源，真正的实现产业、仪器、检测一体化发展，也希望可以早日实现。