01項目研究背景

高模量碳纖維又稱石墨纖維，是一種含碳量99%以上高性能碳纖維，高模量碳纖維是一種性能獨特的軍民兩用工業材料。高強高模碳纖維具有高比模量、熱膨脹系數小、尺寸穩定等優點，是衛星和航天器主體結構
、功能結構和防護結構等不可替代的關鍵材料。目前高模碳纖維廣泛應用於(yú)航空航天、體育器材、民用高端産(chǎn)品等先進複合材料的增強，其中航空航天占據高模碳纖維市場份額的50%左右，高模碳纖維是各級主次結構的核心關鍵材料，也是未來航天材料發展的重點。

傳(chuán)統的高強型碳纖維，具有高拉伸強度和高斷裂延伸率特征，但抵抗變(biàn)形能力較弱；而高模型碳纖維則具有高拉伸模量，但強度和斷裂延伸率（0.7%～1.2%）較低。高強高模高韌性碳纖維，兼顧前兩類碳纖維的優勢特點，要求具有高拉伸強度、高拉伸模量和高斷裂延伸率（≥1.5%）的特點，滿足高模量碳纖維應用工藝性、提高碳纖維性能利用率、提升複合材料拉伸性能的綜合要求。

美國佐治亞理工學院於(yú)2015年首次研制出高強高模高韌碳纖維。作爲碳纖維行業的龍頭企業，東麗於(yú)2018年報道瞭(le)M40X産品，其強度達5.7 GPa，模量377 GPa，斷裂伸長率1.51%。國外新型碳纖維的發展，不再一味追求超高拉伸強度，而是朝高強度、高模量、高延伸率“三高”方向發展，走向與應用目标相契合的方向。高強、高模M40X等級碳纖維，能夠滿足未來國防及高端裝備(bèi)領域對(duì)碳纖維複合材料性能均衡化的要求。目前國内尚無該纖維成熟競品，國外主要競品爲東麗M40X，但目前並(bìng)未大批量銷售，因此研制該款碳纖維對實現高性能碳纖維自主可控，縮短碳纖維技術與日本等發達國家的差距，爲下一代複合材料發展奠定技術基礎(chǔ)等均具有極其重要的戰略意義。