针对海洋装备需求，开发出用一系列耐海水腐蚀且轻质高强的高性能树脂基复合材料推进器；成功解决了多页数、大侧斜以及桨叶交叠等难题，突破了复合材料推进器的结构设计、模具设计与成型加工等关键技术。    成功制备了树脂基复合材料单浆、对转桨、导管浆、泵喷射推进器以及组合式推进器等，极大地提高了推进器的耐海水腐蚀性能，有效地降低了重量。

环氧树脂具有较好的力学性能和热性能，在各种领域中被较为广泛的应用。特别是在以纤 维增强塑料为中心的复合材料领域中，环氧树脂多被用作基体树脂、玻璃纤维、碳纤维、硼纤 维等多被用作增强纤维。 纤维增强塑料复合材料与金属材料相比，其比强度、耐腐蚀、重量较为优良，特别在要求 轻量化的飞机或钓鱼竿、高尔夫球杆、网球拍及其他运动制品等用途中有更广阔的应用。当今 70%以上的先进纤维增强塑料复合材料产品是用预浸料铺迭固化而成的。预浸料是制备复合材 料的中间基材，其质量直接影响到复合材料构件的质量。 对于预浸料所使用的环氧树脂来说，高温固化预浸料成型的复合材料时往往在复合材料内 产生较大的内应力，从而影响尺寸精度，且成型工艺复杂，耗能较高，此外制备芯模、模具等 辅助材料选材范围窄，最终导致复合材料的成型成本昂贵。本项目要解决的技术问题是克服现 有技术的不足，提供一种室温下贮存期长且能在中低温下完成初步固化的环氧树脂组合物、提 供一种工艺简单实用、成本低廉、产品质量好的预浸料的制备方法和该预浸料成型复合材料的 制备方法。

成果与项目的背景及主要用途： 吸波材料即雷达吸波材料（RAM），是指能够吸收衰减入射的电磁波，并 将其电磁能转换成热能而消耗掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。目前，随 着电磁波污染的日益严重，吸波材料在民用领域具有极大的发展潜力。许多研究 已证明，持续、高强度的电磁波照射会诱发细胞变异、诱发肿瘤、癌症等疾病， 电磁波污染已成为世界各国本世纪重点治理的环境污染之一。不让电子设备发射 电磁波是不可能的，所以消除电磁波污染最有效的办法就是使用吸波材料。这项 属于电磁干扰（EMI）范畴的研究已在世界各国得到广泛重视和应用。 技术原理与工艺流程简介： 107天津大学科技成果选编 本项目研究制备含有不同含量及分布的碳纤维(毡)树脂基复合吸波材料，主 要研究碳纤维(毡)排布方式、含量对于材料吸波性能的影响，通过调整参数，实 现材料对电磁波的宽频吸收、高效吸收、选择吸收的目的；其次，通过对纤维(毡) 表面改性、添加电磁损耗剂、改变基体种类等制备具有刚性和柔性基体吸波材料， 同时对吸波机理进行研究，以求开发一种低成本、宽频、高效、轻质的吸波材料。 试样的制备采用复合材料成型工艺压缩模塑。将环氧树脂与低分子量聚酰胺 按质量比 2：1 搅拌均匀（E-44 型环氧树脂：低分子量聚酰胺树脂=100：50～100： 100 质量比），在真空干燥箱中脱泡，然后浇注到事先预热的半溢式模具中，模 具中预置碳纤维或碳毡。在透波层表面加一层 S-玻璃布，目的是达到与自由空 间的阻抗匹配，在模具底部也加一层玻璃布，目的是抵消由透波层玻璃布引起的 应力，使试样不致弯曲而造成测量误差。然后将浇注好的模具在 60℃，10MPa 的压力下固化 2 个小时，得到所需的 180mm×180mm，厚度为 4mm 的正方标准 试样。 技术水平及专利与获奖情况： 本研究通过两年多的大量实验，获得具有良好吸波性能和商用价值的环境功 能材料。可用于消除环境空间中的有害电磁波。本课题组制备了材料样品，完成 了 4 个专题的研究报告，发表论文 12 篇，申请专利两项。本研究已达到国际先 进水平。 应用前景分析及效益预测： 随着电信业的飞速发展，吸波材料的应用已深入到通讯抗干扰、环保及人体 防护等诸多领域。 成本估算： 环氧树脂/碳纤维复合吸波材料 E-44 环氧树脂：15.4 元/公斤，低分子量聚酰胺树脂：24 元/公斤。 碳纤维：300 元/公斤 每块试样用碳纤维：0.36 克 其他费用：电费，模具费，人工费 每块试样成本：约 4 元（180×180mm） 折合成本：约 120 元/平方米 108天津大学科技成果选编 109 应用领域：电磁波污染的防护，构筑微波暗室。 2、 连续碳纳米管纤维 成果与项目的背景及主要用途： 碳纳米管被誉为超级纤维，是 21 世纪的基础材料，具有优异的物理化学性 质，其密度只有钢的六分之一，强度超过钢 100 倍，具有高导电导热性，导热性 是铜的 5-8 倍，在高性能复合材料，能源电极，电场发射等多方面有重要的应用 前景，世界各国和大公司都争先投入抢占碳纳米管市场，近年来产业发展迅猛。 连续碳纳米管纤维是无数碳纳米管构成的长纱线，轻于碳纤维，有高柔性， 具有碳纳米管所有结构和功能特性，可编织和成型，较碳纳米管更接近应用，在 制备高性能复合材料方面，极具潜力，可用于宇航、汽车用高性能复合材料、风 力发电叶片、导电导热材料、电力传输电缆、高强编织物，智能纺织和柔性光电 器件等。 基于天津大学的气相法制备连续碳纳米管纤维技术，研发碳纳米管纤维量产 化技术，制备万米连续碳纳米管纤维材料, 研发碳纳米纤维复合材料和相关新材 料，在国内率先推出碳纳米纤维新产品，主导国内市场，开拓国际市场。 技术原理与工艺流程简介： 本方法是一步制备连续碳管纤维的方法，具有工业化应用前景。2010 年天 津大学技术团队取得关键制备技术的突破，纺出千米连续的碳纳米管纤维，为产 业化提供了基础。 气相纺丝法是以含碳原理和催化剂输入到高温炉中，在气流中生长碳纳米管 并组装成丝，用机械的方法纺出碳纳米管纤维的新方法。主要成果包括发明了乙 醇/丙酮混合碳源，发明了水密封反应器和致密碳管纤维的纺丝方法。目前已经 取得连续纺丝数小时数千米连续碳管纤维，在方法、技术和材料性能方面处于国 际领先水平。 应用前景分析及效益预测： 碳纳米管的价格范围较大 2-20000 元/克，价格取决于碳管种类和纯度，有 些容易合成，有些受制备限制，尚未量产化。目前市场上多壁管 2000 元/公斤，天津大学科技成果选编 高纯碳管价格十倍以上。高纯单壁碳管尚未量产，目前仍以克量计，纯度 80% 的单壁管价格为 60 美元/克，高纯（>90%）单壁管在 1000-2000 美元/克以上。 连续碳管纤维为双壁管，纯度 90%，短期可参考单壁管价格 60-2000 美元/克。 应用领域： 高性能复合材料、导电导热材料、储能材料、功能电子和织物，产业领域航 空航天、能源、环境、化工和纺织等。 合作方式及条件： 技术合作与专利转让 与国际知名企业和研究单位建立合作,引领碳纳米管纤维新产业的发展

碳纤维抽油杆是山东大学的发明专利产品，已替代传统的钢制抽油杆和玻 璃纤维增强的玻璃钢抽油杆，本项技术已成功应用于胜利油田现场，实测结果 表明，单纯将钢制抽油杆更换为碳纤维抽油杆，可节电三分之一以上，提高产 油量三分之一以上，经济效益显著。我国有 30 万口油井，如果可以广泛推广， 130 这将实现我国原油开采的绿色革命。

拥有耐高温 C/C 复合材料板、自动化装备、轻量化机械臂、建筑补强用复 合材料、轻量化纺织配件、离心罐、海水耐腐泵、防腐叶轮、高强轻量化皮带 132 轮、碳纤维电热元件等系列化产品的成熟制备技术。

品摩擦特性稳定、磨损率 小、耐高温，具有传扭柔和平稳、使用寿命长、耐高温和过载保护能力 强等突出优点。 申报发明专利和实用新型专利18项，全部技术拥有自主知识产权，国 防科工局鉴定结论认为整体技术达到国际先进水平。性能指标：1

碳纤维材料具有高强度和高模量，是下一代轨道交通车体的理想材料。目前国内开展了碳纤维应用于车体个别部件的替换研究，但整个车体的碳纤维设计制造上，国内还是空白。本成果来自有重大应用前景的横向项目和自主发明专利，碳纤维车体目前已初步完成结构、力学和功能设计。在满足相关车体力学规范条件下，车体质量较现有车体减重30%-50%，车体设计的耐疲劳、耐腐蚀、耐火等性能可以满足相关标准要求。

碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料耐腐蚀、耐高温、耐磨损、韧性高，能够广泛用于能源、交通、化工等领域的关键部件，比如摩擦制动材料、耐化学腐蚀叶片等。

缠绕成型技术是近年来发展最快、最有效的纤维复合材料自动化制造技术之一，更是实现纤维复合材料及其它复合材料高可靠性与高性能化的关键技术之一。北京化工大学基于国内最先进的六维缠绕平台，开展了碳纤维(T300、T700、T800、T1000) 及其它高性能纤维(Kevlar、PBO、GF)界面相容的树脂体系及缠绕成型工艺研究，成功开发了耐高温、耐低温、中常温固化、高强高韧的系列环氧树脂体系，形成具有我国自主知识产权的低成本、高性能、宽工艺窗口、系列化的缠绕树脂基体及其复合材料制品制造技术，实现了高性能纤维的强度转化，发展了国产碳纤维(T700、T800)复合材料气瓶等系列化制品，并获授权/申请专利20余项。 试用期≥8h，粘度≤600 cps，固化温度≤150℃,拉伸强度≥80 MPa，Tg≥220℃，复合材料NOL环拉伸强度≥2200 MPa，复合材料NOL环层剪强度≥70 MPa，复合材料的高温（160℃）力学强度保留率达70%。 碳纤维缠绕成型可充分发挥其高的比强度、比模量以及低密度的特点，可应用于压力容器、大型贮罐、高压管道、火箭发动机壳体等国防和民用领域，具有广阔的市场前景与巨大的经济效益。以缠绕复合材料气瓶为例，预计国内未来复年需求量在5万只，产值至少约为5亿元／年。

氧化锆纤维成果转化 本项目涉及从原料的合成、纤维及其制品的制备以及相关设备等系列专利群，具有独立自主知识产权，该发明专利群不仅在技术上处于国际领先水平，还可转化为生产力，形成具有高附加值的产品，产生经济价值和社会效益。本项目在国内外没有先例可借鉴，从工艺到设备大都是自主研发设计，投入的人力、物力和时间非常大。已在山东德艾普节能材料有限公司实施转化。 由于氧化锆纤维具有极低的高温导热系数和耐温性，决定了氧化锆纤维及其制品在超高温隔热领域具有及其广泛的应用市场前景。主要应用包括高温电炉、退火炉、单晶炉、中高频感应炉以及气氛炉等的高温面的隔热。1600度以上的保温，每年具有几千吨的市场需求，可产生上百亿的经济价值。 《氧化铝特种陶瓷材料及相关应用》成果转化 该专利技术成果主要涉及的是氧化铝微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化铝基陶瓷纤维的“溶胶-凝胶”法制备及其相关应用等，已在山东东珩胶体材料有限公司实施转化。 氧化铝特种陶瓷材料及相关应用市场需求大，技术转化条件成熟，具有良好的转化前景。微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化铝纤维在国际上已经得到普遍的应用和推广，尤其是在军事材料、航空航天材料。目前国内还是空白，但是以美日为首的西方发达国家对我国进行技术封锁、材料禁止买卖，限制我国先进制造业、航空、航天等方面的发展，陈代荣教授团队研究的氧化铝特种陶瓷材料将会填补国内空白，打破美日等国对我国的技术封锁，实现氧化铝陶瓷材料在军事、航空、航天、人民生活用品等方面的广泛应用。 碳纤维复合芯架空导线 碳纤维复合芯导线是一种新型节能型增容导线，具有质轻，高强、耐腐、抗疲劳、弧垂变化小、安全节能等优点，同时可以实现倍容输电，并具有自融冰功能，可以减少输电回路，提高架线土地利用率，降低线路改造成本，是原有钢芯铝绞线的最佳替代品。适用于高地质灾害、大跨越、城网改造升级、沿海等高腐蚀区域以及超高压和特高压输电，有助于构造安全、环保、高效节约型输电网络。 本产品以高性能碳纤维及山东大学自主研发的耐高温特种树脂为原料，具有独特的防劈裂结构设计，以先进的自动化拉挤机组为硬件保障，产品性能指标达到国际领先水平，六家合作企业挂网业绩已达3万公里。曾获国家能源科技进步一等奖，山东省科技进步一等奖等奖项。 碳纤维系列成果还有碳纤维复合材料抽油杆、单兵防护、碳纤维复合材料高压气瓶、碳纤维复合材料三维编织体等，成熟度基本都可以量产。