高強玻璃纖維及其高效低成本製造技術檢視原始碼討論檢視歷史

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高強玻璃纖維及其高效低成本製造技術為進一步提高我國高強玻璃纖維力學性能和產品質量，系統提升高強玻璃纖維規模化生產能力和製造技術水平，替代進口材料，擺脫關鍵原材料受制於人的困境，滿足先進複合材料用高性能高強玻璃纖維應用需求，保障國家多個專項工程任務順利完成，2006年至2016年，國家科技部、國家發改委和工信部等部門先後下達了863計劃、科研院所技術開發研究專項資金、關鍵共性技術攻關、年度配套、生產線技術改造和企業技術中心創新能力建設等14項研發與建設任務，研究更高性能高強玻璃纖維，開發高強玻璃纖維高效低成本的規模化生產技術。

技術原理、技術要點

項目開發新型高強玻璃纖維，提升高強玻璃纖維力學性能和工藝性能；系統開發高強玻璃大容量熔制和大漏板拉絲等單元技術，並對單元技術成果進行集成創新，開發直熔拉絲的一步法生產工藝與裝備技術；開發新型高強玻璃纖維浸潤劑，提高高強玻璃纖維力學性能及加工工藝性能；對高強玻璃纖維製品加工工藝裝備進行升級換代，提高產品質量，使國產高強玻璃纖維具有良好的應用性能。

新型高強玻璃纖維性能指標

浸膠紗拉伸強度：3800±200 MPa；浸膠紗拉伸模量：≥92GPa；原絲線密度極差率：＜5%，單向纖維增強環氧複合材料彎曲強度：≥1700MPa；製造成本較原有高強降低20%以上。 （1）發明了兼具高強度與高模量特性高強玻璃纖維配方揭示了SiO2-Al2O3-MgO/CaO-RmOn系統高強玻璃纖維成分對纖維力學和工藝性能的影響規律，採用神經網絡法設計具有最高強度及模量新型玻璃纖維配方。新型高強玻璃纖維拉伸強度比原有高強玻璃纖維提高10%以上。（2）發明了內熱式深池高強玻璃熔制及大漏板拉絲技術開發新型結構深池窯爐，利用玻璃液內部底插電極單相（Scott）分布的焦耳熱加熱玻璃，使熔制能力比原有水平電極加熱的淺液球窯提高4倍以上。開發了高強玻璃纖維400～800孔大漏板拉絲技術。 （3）發明了集高溫玻璃熔制與纖維成形為一體的「積木式」高強玻璃纖維直熔拉絲一步法生產技術。池窯投資成本僅為國外高強玻璃纖維10%，生產規模是其5倍。（4）發明了高強玻璃纖維成膜劑及其浸潤劑和系列化高強玻璃纖維產品製造技術。

成果應用

高強玻璃纖維高效低成本製造技術已在HS系列化原絲生產中成果應用，自2012年至2016年先後建成5座高強玻璃纖維一步法生產線。與立項前生產技術相比，能耗下降53.8%、浸潤劑消耗下降27%、貴金屬鉑銠損耗下降51.5%、單位產品所需人工下降43.8%，顯著降低了高強玻璃纖維直接製造成本。採用高強玻璃纖維增強複合材料製成的部件或裝備，在航天、航空、兵器、艦船、新能源、交通、通訊、體育休閒等領域廣泛應用，如：高強玻璃纖維無捻粗紗增強複合材料已在多個型號直升機上應用，成為直升機旋翼系統的關鍵原材料；高強玻璃纖維帶用於國際熱核聚變試驗堆（ITER）計劃中超導體線圈絕緣材料，滿足國際重大項目原材料國產化總體要求；高強玻璃纖維周期複合材料用於戰車和艦船防護裝備，提高機動性；高強玻璃纖維增強複合材料用於某重點新能源核心裝備，提高裝備運行壽命的能源的經濟性；採用高強玻璃纖維製成棒球棒和曲棍球棒，降低了材料成本，生產的棒球棒、曲棍球棒等出口海外。高強玻璃纖維多品種系列化產品已成為國防和國民經濟建設關鍵基礎原材料。