北京化工大学先进复合材料研究中心依托学校211工程项目引进了先进的MAW-20-LS1-6型六维缠绕机，该缠绕机可实现芯模转动、机械手臂的水平、上下和前后移动以及丝嘴的旋转和摆动功能，是迄今为止国内第一台实验室用的六维缠绕机。目前中心已建成一套先进的碳纤维缠绕工艺技术研发平台，利用CNC21计算机缠绕控制软件和ETS计算机纱线张力控制系统，可制备最大直径为0.5米、最大长度为1.5米的多种碳纤维缠绕复合材料制品，还可用于其它高性能纤维(Kevlar、PBO、GF)等复合材料制品的成型。中心先后承担了数项国家863和民口配套项目，重点开展高性能碳纤维(T700、T800、T1000)以及其它高性能纤维(Kevlar、PBO、GF)界面相容的树脂体系及成型工艺研究，研发了系列化的缠绕用环氧树脂体系，实现了高性能纤维的强度转化。还研发了如Φ200mm壳体、复合材料线轴以及高压气瓶等制品。中心可开展高性能纤维缠绕成型的结构设计、树脂基体、成型工艺以及产品开发等方面的合作研究或者技术转让。应用范围为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。

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。

目前，假肢脚板的内骨架一般采用木材、橡胶等制作，国内也有少数采用了强度高、质量轻的碳纤维，但结构设计不是很理想，使穿戴者行走感觉仍不舒适。国外虽然也推出了一些先进的碳纤维制品，但价格昂贵，不适宜广大截肢患者消费，且结构仍有待改进。为克服上述不足之处，本项目组设计开发了一款强度高、质量轻、弹性好、行走舒适的新型碳纤维双弹全地形假脚。该假脚由双下板、U形前龙骨、U形后龙骨、上板以及连接结构组成。其中，双下板及上板均为模仿正常脚板的弧形结构，在上下板之间为U形前龙骨及U形后龙骨，且U形结构的开口均向后，该结构可最大程度地减少患者每个步态周期中的能量损耗，提高假脚的储能比，使穿戴者即使进行较长时间的户外活动时也不会感到疲劳。而双下板的设计使假脚具有分趾特性，可自动适应崎岖不平的路面结构，增强了假脚的安全性和有效性。 可承受最大体重：100kg 最大重量：850g 使用寿命：5年（按每天走1000步计算） 储能比：90%

该项目设计一项基于POSS-环氧-碳纤维复合材料的生产技术，并将碳纤维/POSS/环氧树脂复合材料应用在轻质运动器械的制造上，以求研发出处于领先地位的具有真正意义的纳米－碳纤维/环氧树脂复合材料轻质运动器械，包括网球拍、羽球拍、自行车、弓箭等。该复合材料同时具有高硬度，高模量，高抗冲击性，耐磨损疲劳老化，良好吸震性的POSS-环氧-碳纤维复合材料。

采用预应力碳纤维塑料板（CFRP 板）加固混凝土梁，不仅可以充分利用 CFRP 板的 高强度，还能明显改善混凝土梁的正常使用性能。由于 CFRP 板抗剪强度与抗挤压强度 很低，需研制专门锚具实现对 CFRP 板的张拉。目前国内对预应力 CFRP 板锚具的研究尚 为空白。 本预应力碳纤维塑料板锚固系统包括锚固端和张拉端两部分，锚固端和张拉端各设 有一个夹持机构，该夹持机构包括上下夹板和位于上下夹板之间的上下垫板（软金属片）， 上下夹板之间以多个紧固件连接。本锚固系统的张拉端还设有一个连接件，连接件的一 端与张拉端的夹持机构通过销栓相连接，另一端设有螺孔，通过螺纹与拉杆相连接，利 用普通液压千斤顶即可实现对碳纤维塑料板的张拉和锚固。本锚固系统结构简单合理， 可操作性强，实用性能好，且成本低廉。

本项目以生物质废弃物作为原材料代替传统的高成本碳纤维生产方法有利于将农业与工业生产结合于生物经济中，制造可再生产品符合绿色经济发展战略。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 高质量的碳纤维以其高强度、低重量及耐热性等卓越性能可作为自行车、汽车、风车以及运动器械等诸多领域的优质材料。以生物质废弃物作为原材料代替传统的高成本碳纤维生产方法有利于将农业与工业生产结合于生物经济中，制造可再生产品符合绿色经济发展战略。木质素是世界上最丰富的生物聚合物之一，但其分子结构复杂且具有异质性，且作为造纸及纸浆工业的废弃物无法得到合理利用。

以大丝束碳纤维（≥12K）为原料，通过自主碳纤维展宽、织造专利技术制 备碳纤维展宽织物。该织物最大优势是轻薄（面密度≤80g/m2）、扁平（展宽纱 宽度 8-20mm），该纤维低屈曲，具有低成本、高性能特性。该产品可替代传统 3K 200g/m2 的碳纤维产品，用于无人机、高档装饰面板、体育休闲器材、高致密 C/C 复合材料等领域。 2 关键技术 （1）创新要点 （2）产品性能/技术指标 3 知识产权及项目获奖情况 （1）一种用于宽幅扁平碳纤维丝束的连续定型工艺 ZL 201010519415.1 （2）一种适用于无弯曲织物织造的夹头 ZL201310303000.4 （3）一种适用于无弯曲织物织造的送经装置 ZL201310302349.6 （4）一种无弯曲织物织造的纬纱递进装置 ZL201310302920.4 4 项目成熟度289 成熟度 5 级 5 投资期望及应用情况 应用于碳纤维复合材料行业。 

近几年出现的碳纤维电热板是采用碳纤维或者碳晶作为发热材料，与高强 度绝缘材料经加热压制而成的一种板状复合材料。然而，目前商品化的碳纤维 电热板绝缘材料采用环氧树脂，功率功率比较低，只有 300～500w，而四灯浴 霸的功率一般为 1100w。碳纤维电热板的功率低会造成人们感觉到热的距离变 小，这严重阻碍了碳纤维电热板在浴霸方面的应用，迄今尚未见到碳纤维电热 板用于浴霸的产品。 我们采用苯并噁嗪新型耐热树脂来代替环氧树脂，制备了大功率的碳纤维 电热板，功率可达 1100~1500w。基于这种大功率碳纤维电热板，我们研发了一 种采用碳纤维电热板制备的新型浴霸。相关成果，已经申请专利。

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。

本项目基于团队多年连续碳纤维热塑性预浸料制备及复合材料成型、聚芳醚酮（PAEK）树脂（含聚醚醚酮（PEEK））研发、半结晶型热塑性复合材料界面研究的技术积累和相关项目成果，通过自主设计搭建连续纤维热塑性复合材料生产线及相关关键成型模头和特殊工装的设计，掌握了连续碳纤维聚芳醚酮特种热塑性预浸料单向带、LFT 粒料和高纤维含量拉挤棒材的关键制备技术，打破国际技术封锁，拓展了聚芳醚酮材料的应用形式，在我国航天、军工等轻量化零部件替换上具有很好的应用前景。本项目预期在连续碳纤维特种热塑预浸料、LFT 长纤维粒料、拉挤型材及 1-2 个具体产品（航空航天、医疗）几个方面进行同步产业化落地，具有自主知识产权。项目落地后将进一步开发国际领先并具有自主知识产权的低成本高效连续热压技术，实现 3 分钟内单成型制造周期的织物层合板在线浸渍和长尺寸结构型材的连续化生产制造，建成从“树脂原材料→预浸料/LFT/棒材→成型工艺→复合材料制品→评价方法”的一整套技术体系，引领行业发展，助力连续纤维特种热塑性复合材料在我国快速、大规模的应用。