碳碳复合材料国家发明专利（碳碳复合材料工艺）

韩杰才的个人简介

韩杰才，1966年3月出生于四川巴中，复合材料和光学材料专家，民建会员 [1]  ，中国科学院院士，哈尔滨工业大学教授、博士生导师、党委常委、校长（副部长级）。

1966年3月，出生于四川巴中市恩阳区明阳镇 [5]  。

1981年09月—1985年07月，就读于哈尔滨理工大学机械工程系，获得材料科学学士 [6]  。

1985年09月—1988年07月，就读于哈尔滨工业大学材料学院，获得材料科学硕士 [7]  。

1988年07月—1992年12月，担任哈尔滨工业大学复合材料研究所助教、讲师。

1989年03月—1992年10月，攻读哈尔滨工业大学航天与力学系博士。

1992年12月—1995年12月，担任哈尔滨工业大学复合材料研究所副教授。

1995年12月—1998年10月，担任哈尔滨工业大学复合材料研究所教授。

1997年，入选首批国家千百万人才工程。同年，获得教育部跨世纪人才培养基金。同年12月，担任哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所博士生导师。

1998年10月—1999年07月，担任英国诺丁汉大学工学院皇家学会访问学者。

1999年09月—2004年12月，担任哈尔滨工业大学航天学院院长、教授。

2004年12月—2007年09月，担任哈尔滨工业大学校长助理、教授。

2007年09月—2019年02月，担任哈尔滨工业大学副校长。

2007年，获得国家杰出青年科学基金资助。

2008年10月，担任特种环境复合材料技术国防科技重点实验室主任。

2015年7月31日，入选中国科学院院士增选初步候选人名单 [8]  。

2019年02月，担任哈尔滨工业大学常务副校长（正局级） [9]  。

2021年7月， 任哈尔滨工业大学校长（副部长级）。 [17]

什么是碳—碳复合材料？

碳—碳复合材料是以热分解石墨纤维布作为增强剂，以碳化树脂为基体制成的复合材料，其表面经化学处理形成碳化硅涂层。这种复合材料的耐热性远远优于其他任何高温合金和复合材料，是使用温度更高的材料。它在2500℃的高温下，仍具有相当高的强度和韧性，而且密度非常小，仅为高温合金的1／4左右，等于陶瓷密度的一半，所以特别适合作为宇航飞行器材料。

在中国,有那些碳纤维方面的大企业

碳纤维方面的大企业有：

中钢吉炭：公司全资子公司神舟碳纤维有限责任公司生产军用碳纤维，是国防科工委唯一一家制定采购企业，用于我国神舟飞船系列等军事国防产品。但每年用量仅10 吨碳纤维（规格为1K-2K 的高端产品），目前售价已经提高到一公斤3300 元，毛利率在35%左右。公司08 年设立江城碳纤维有限公司计划生产2000t 民用碳纤维，一期500t，二期1500t。最初公司持股100%，后因设备从德国进口欧盟武器禁运，公司将70%股权 *** 中钢集团。我们了解目前已经拿到了进口批文，设备很快就会运抵国内，而目前厂房人员等其他已经完成，设备运抵后很快可开始试生产。预计今年四季度就可开始试运行。

博云新材：湖南博云新材料股份有限公司地处湖南长沙高开区。公司注册资金为8000万元，总资产为2.6亿元，固定资产为1.4亿元。现有员工300余人，其中院士1人、博士及博士后14人，硕士25人。公司拥有包括国家发明奖、国家科技进步奖及具有自主知识产权的发明专利10余项，是湖南省 *** 认定的高新技术企业。公司立足摩擦材料领域，综合开发各类外延产品，产品涉及航空、航天、铁路、汽车等领域。多种机型航空刹车副已广泛应用于军民用飞机上，部分产品还出口东南亚、俄罗斯及独联体国家。自主研发的多种型号炭，已成功应用于航天飞行器上。

嘉兴中宝碳纤维有限责任公司：是一家高科技民营企业，上市公司，专业从事碳纤维复合材料研究、应用、产品推广和工业化生产。公司注册资本6450万元，总资产9500万元，占地100亩，已建成国内技术更先进的预浸料生产线。  公司主要生产碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、碳纤维板材、碳纤维消声器护套、碳纤维床板等复合材料制品。

注：以上均是上市公司。

炭/碳材料在国防军事中的应用

高性能炭/炭航空制动材料是以炭纤维为增强体、炭为基体的先进复合材料。它具有密度低、性能好、寿命长等特点，代表了当今航空制动材料的发展方向。由中南大学发明的高性能炭/炭航空制动材料，不仅使我国成为了世界上继美、英、法后第四个能生产高性能炭/炭航空制动材料的国家，而且建立了全新的、完整的高性能炭/炭复合材料制备技术体系，满足了我国在航空、航天及国防军事领域的急需。

为了发展我国炭/炭航空制动材料制备技术，中南大学组织了材料、化学、冶金、机械、电子、航空六大学科的工程技术人员分成六大子课题进行联合攻关。经过20多年的不懈努力，攻克了高性能炭/炭航空制动材料制备 *** 、工艺装备、性能测试与评价等一系列技术难题，形成了重大发明：（1）在国内外首次设计采用了全炭纤维预制体及炭纤维表层原子结构处理技术，解决了热解炭与炭纤维界面结合弱这一长期未能解决的高难度问题。由此制得的炭/炭复合材料与聚丙烯腈预氧丝制得的相比，其弯曲强度、压缩强度、剪切强度等力学性能均提高了30%，耐磨性提高了20%以上。（2）在国内外首创了逆定向流-径向热梯度沉积热解炭技术。炭源气逆温度梯度而流动，大大改善了沉积状态，使沉积速度提高了一倍，并实现了热解炭碳原子团的可控排列增密，获得优质的热解炭结构。（3）发明了热解炭和树脂炭两相复合结构技术。热解炭和树脂炭的协同作用显著提高了材料高能摩擦性能，亦实现了摩擦性能的调控。（4）发明了系列的高温热处理工艺技术。通过高温热处理调整炭纤维和基体炭的微观结构，改善了材料的热物理性能和力学性能。（5）发明了自愈合抗氧化特种复合涂层技术。该涂层致密度高、热匹配性好、结合力强，显著提高了炭/炭制动材料的抗氧化性能。

在该发明的研究进程中，中南大学研究人员从基础研究到工程应用取得了一系列创新成果：在理论上发现了化学气相沉积(CVI)微区气氛沉积机理，提出了微气氛作用模型，实现了对热解炭结构和性能的调控；发现了摩擦膜形成的微观机理，为材料结构的设计和制备工艺的控制奠定了理论基础；自主发明并设计制造了6大类30余台成套关键工艺装备；创立了材料性能测试和评价 *** ；建立了我国首个炭/炭航空制动材料地面试验装置及规范和试飞标准；建设了高性能炭/炭航空制动材料示范工业生产线；构建了我国自己的高性能炭/炭复合材料制备工业技术平台；形成了9项国家发明专利。

高性能炭/炭航空制动材料的成功研制，中国民航总局颁发的之一个大型飞机炭/炭刹车副零部件制造人批准书的获得，标志着我国实现了高性能航空制动材料国产化，具有显著的社会效益和经济效益。之一，解决了我国高性能航空制动装置用材问题，确保了国家航空战略安全。第二，其产品已应用于国内航线的大型飞机和军用战斗机，并且已与俄罗斯签订合同为新型俄制图-204、214大型飞机提供炭/炭刹车副。第三，该制动材料应用于大型民航飞机，可减轻飞机重量数百公斤，并且使用寿命是传统制动材料的4倍，从而极大地提高了航空飞行器的性能和效益。第四，该制动材料应用于军用战斗机，能增加有效机载量，提升制动性能，缩短着陆行程，显著提高我军战斗机的续航能力和战技水平。第五，利用该发明技术平台研制生产的耐高温、抗烧蚀、轻质高强炭/炭复合材料，已成功应用于航天火箭发动机的特殊和关键部件，显著提升了航天火箭的推进系统水平和综合性能，获得了航天产品工艺定型书，在航天发动机上得到批量应用，为国家航天和国防现代化建设作出了重要贡献。

国内做碳纤维的企业都有哪些

1. 威海拓展纤维有限公司

威海拓展纤维有限公司成立于2001年，是专门从事高性能碳纤维及制品研发生产的高新技术企业。

2005年建成了国内之一条GQ3522百吨级高性能碳纤维生产线。2008年建成国内之一条GQ3522千吨级产业化生产线并连续稳定运行。2010年突破GQ4522碳纤维核心技术，实现了工业化生产，产能1100吨/年。2013年6月突破QZ5526碳纤维核心技术。

产品现已广泛应用在文体休闲、工业机械、医疗器材、新能源、交通运输、建筑工程等领域。

2. 中复神鹰碳纤维有限责任公司

复神鹰碳纤维有限责任公司隶属于世界500强企业——中国建筑材料集团有限公司旗下的中国复合材料集团有限公司。公

司拥有 *** 自主研发的国际主流工艺干喷湿纺SYT49的高性能碳纤维原丝生产线和碳化生产线，中复神鹰成为我国唯一，也是世界上第三个攻克干喷湿纺工艺难题的企业。

现有碳纤维原丝生产能力一万吨，碳丝生产能力4000吨；其中SYT49级别的原丝产能5500吨，碳丝产能2200吨。

3. 吉林市神舟炭纤维有限责任公司

吉林市神舟炭纤维有限责任公司成立于1970年，是吉林炭素有限公司的子公司。

四十多年来一直从事碳纤维及其制品的科研与生产工作，公司主要生产聚丙烯腈基碳纤维、平纹碳布、斜纹碳布、碳粉、短切纤维、碳毡等系列产品。

4. 江城碳纤维有限责任公司

以碳纤维技术为主的国有控股企业，企业坐落于环境优美的吉林省吉林市，主要产品为1K、3K、12K碳丝及复合材料加工。

5. 兰州蓝星纤维有限公司

兰州蓝星纤维有限公司隶属于“财富五百强”的**企业中国化工集团，成立于2008年，目前碳纤维产能3100吨/年。

原丝技术来源于2007年中国蓝星（集团）总公司全资收购的英国老牌碳纤维生产企业，且具有自主知识产权及与世界同步水平的工艺技术，以大丝束低成本碳纤维为特色。

产品广泛用于预浸布，塑料改性，缠绕气瓶等行业。该公司碳纤维产品广泛用于预浸布，塑料改性，缠绕气瓶等行业。

6. 河南永煤碳纤维有限公司

河南永煤碳纤维有限公司是河南煤化集团的全资子公司，成立于2009年12月，是以高性能碳纤维及碳复材料为主的高新材料研发及生产企业。

拥有年产500吨T300宇航级高性能碳纤维生产线、年产100吨T700级宇航级高端碳纤维生产线。公司致力于打造国内更大高性能碳纤维研发和生产基地。

7. 四川省新万兴碳纤维复合材料有限公司

四川省新万兴碳纤维复合材料有限公司是一家专业化生产复合材料的高科技民营企业，公司位于夹江县经济技术开发区。

公司以研究、开发和生产高性能树脂基体、各种预浸料、先进民用复合材料为己任，致力打造西部地区乃至全国规模更大、技术更先进的高科技复合材料企业。

8. 大连兴科碳纤维有限公司

生产的碳纤维已经通过了SGS环保认证，关键生产设备均为自有专利技术及专利技术成果，主要设备主要靠自己能力设计制造。

企业年设计生产碳纤维360吨，各项技术指标均达到国内外先进水平并已获国家认定，是目前国内唯一实现碳纤维产业化的生产企业。

9. 吉林碳谷碳纤维有限公司

吉林碳谷碳纤维有限公司成立于2008年12月24日，是吉林奇峰化纤股份有限公司全资子公司。

碳谷公司主要从事1K、3K、6K、12K、24K、48K等聚丙烯基碳纤维原丝及其相关制品的生产。其产品生产工艺属于自主研发技术，采用三元法水相悬浮聚合两步法生产碳纤维聚合物，以二甲基乙酰胺为溶剂湿法生产碳纤维原丝。其特点是工艺流程短、质量稳定、产量高、是国内首家独创。

10. 沈阳中恒新材料有限公司

公司主要从事碳纤维原丝、碳丝及其制品、特种纤维及相关复合新材料的研究、开发，工程技术开发及新材料产业项目投资业务。

以碳纤维为核心，建立其拥有完整产业链的企业集团，实现向碳纤维下游产业的延伸，致力将公司打造成国内规模更大、产品性能更好、产业链最完整的具有国际竞争能力的碳纤维生产龙头企业。

11. 德州晶华宝利来碳纤维布制造有限公司

晶华宝利来碳纤维布制造有限公司位于山东省德州市经济开发区蔚为壮观的晶华工业园, 公司生产各种规格的碳纤维布、复合预浸布、单向玻璃纤维布、环氧布及建筑补强加固用碳纤维片材。

碳纤维预浸布（CARBON FIBER PREPREG）是一种现代的、高科技含量的、填补了国内空白的产品，被广泛用于体育器材加工和制造领域，如钓鱼杆、高尔夫。

12. 吉林奇峰化纤股份有限公司

吉林奇峰化纤股份有限公司是全球知名的聚丙烯腈基纤维生产企业。

采用二甲基乙酰胺湿法二步法纺丝技术，生产及销售聚丙烯腈基腈纶纤维和碳纤维原丝，其中三元法水相悬浮聚合两步法生产碳纤维原丝获国家发明专利。

目前公司主要产品包括腈纶短纤维、腈纶丝束、腈纶毛条、碳纤维原丝四大系列170多个品种，其中40多项新产品添补了国内空白并打入国际市场。

13. 吉林市吉研高科技纤维有限责任公司

吉林市吉研高科技纤维有限责任公司是中国恒天集团下属子公司，为吉林省高新技术企业和吉林省高科技技术企业。

公司以碳纤维产品的研发和生产为核心业务，拥有全国更大、年产160吨聚丙烯基腈基碳纤维生产线，技术水平和生产能力处于国内领先地位，为我国重要的新型纤维材料开发与生产基地之一。

公司的主导产品为PAN基碳纤维、PAN基碳纤维布、粘胶基碳纤维，并能生产短切碳纤维、碳纤维粉、碳纤维绳等后部制品。

14. 山东江山纤维科技有限公司

山东江山纤维科技有限公司位于山东平原经济开发区桃园大道， 作为国内高科技碳纤维复合材料及制品的先导企业，江山公司前身是成立于2003年的德州市鑫硕新型建材有限公司和成立于2009年德州方时复合材料有限公司。

生产的“鑫硕”牌碳纤维补强布、补强板享誉国内外，成为国内更大的生产商之一。

15. 江苏天鸟高新技术股份有限公司

江苏天鸟高新技术股份有限公司成立于1997年， 是江苏省民营高科技企业，国内惟一产业化生产飞机碳刹车预制件的企业，国内更大的碳／碳复合材料预制体生产企业。

主要从事碳纤维、芳纶纤维、石英纤维等特种高科技纤维的应用研究及开发，是专业生产高性能碳纤维织物、芳纶纤维织物、飞机碳刹车预制件、高性能碳/碳复合材料新型预制件的高新技术企业。

16. 嘉兴中宝碳纤维有限责任公司

公司主要从事研究开发生产各种规格预浸料，各种树脂以及工业、民用复合材料制品等工作。

2002 年公司引进欧洲更先进预浸料生产线，具有年生产碳纤维、芳纶、玻璃纤维及其织物预浸料300万平方米的能力。

公司生产的复合材料制品出口全世界，并广泛应用于纺织、汽车和医疗器械等行业。

17. 威海光威复合材料有限公司

威海光威复合材料股份有限公司是专业从事碳纤维、碳纤维机织物、碳纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备的研发、生产与销售的高新技术企业。

公司拥有碳纤维全产业链，主要产品包括各型碳纤维、碳纤维机织物、碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备（具备碳纤维、碳纤维复合材料生产设备设计制造及生产线建设能力）等。

18. 江苏恒神纤维材料有限公司

江苏恒神纤维材料有限公司成立于2007年8月，公司是专业从事碳纤维、增强增韧树脂及其先进复合材料研发、制造、服务的高新技术企业，拥有从碳纤维、织物、树脂、预浸料到复合材料制品的完整产业链。

公司建有省级PAN基碳纤维工程技术研究中心、恒神国际技术有限公司等研发平台，产品广泛应用于航空航天、轨道交通、新能源、工程车辆、船舶与海洋工程、建筑补强、体育用品等领域。

全球车用碳纤维复合材料专利都有哪些

碳纤维复合材料在汽车轮毂中的应用是产业关注的关键技术领域。近年来，国际知名整车厂商福特公司、宝马公司声称已经将碳纤维材料应用于其生产的高端跑车上，并逐步推动碳纤维复合材料轮毂向低端车型上的应用。