現如今，一些小微型結構件如無人機機翼舵面(miàn)等對(duì)超薄碳纖維預浸料提出了迫切要求，通過(guò)降低單層厚度，可在很大程度上增強複合材料鋪層方向(xiàng)的可設計性。在開(kāi)發(fā)超薄高模碳纖維預浸料時，由于高模碳纖維的模量高、脆性大等特點，緻使其難度較傳統高強型碳纖維預浸料更大。

近日，中國(guó)科學(xué)院甯波材料所碳纖維及其複合材料團隊通過(guò)對(duì)高強高模碳纖維預浸料用膠膜工藝、高強高模碳纖維展紗技術、預浸料複合含浸工藝等系統性研究，成(chéng)功開(kāi)發(fā)出兩(liǎng)款超薄高模量碳纖維預浸料産品，分别爲0.03mm（面(miàn)積重量35g/m2）CNI QM40（M40J級）高模碳纖維預浸料以及0.08mm （面(miàn)積重量91.2g/ m2）CNI QM55（M55J級）高模量碳纖維預浸料。兩(liǎng)款産品已經(jīng)實現量産，歡迎感興趣的客戶試用。

薄層碳纖維預浸料背景介紹

半個多世紀以來，纖維增強聚合物複合材料已在各種(zhǒng)工程結構中獲得了廣泛的應用。在一些高性能(néng)應用中，這(zhè)些複合材料通常由預浸有樹脂的增強纖維或織物的層壓層組成(chéng)。與傳統金屬等結構材料相比，這(zhè)可以實現可定制的材料性能(néng)、優化的機械性能(néng)和輕量化。

近年來，碳纖維增強聚合物（CFRP）已成(chéng)爲航空航天工業的關鍵材料，比如波音787和空客A350 XWB的機身分别由50%和53%的CFRP組成(chéng)。雖然層壓複合材料結構的使用在持續增長(cháng)，但它們仍然受到諸如分層和微裂紋等過(guò)早失效模式的困擾，這(zhè)是航空航天結構所重點關注的焦點之一。

薄層複合材料層壓闆出現于20世紀90年代後(hòu)期，其主要目的是克服CFRP層壓闆的損傷容限問題而開(kāi)發(fā)的，但後(hòu)來這(zhè)種(zhǒng)薄層複合材料也拓寬了層壓闆複合材料的設計空間。

薄層可以廣義地定義爲厚度<100μm（0.1mm），面(miàn)積重量<100 g/m2；而典型的碳纖維薄層厚度爲20-60μm（0.02-0.06mm），面(miàn)積重量 20-60 g/m2，而标準層的厚度通常約爲125μm（0.125mm），面(miàn)積重量125 g/m2或更高。

國(guó)外超薄高模量碳纖維預浸料進(jìn)展

在國(guó)外一項研究中，使用日本東麗M40J高模量碳纖維和環氧樹脂基體爲原料，制備了不同層厚（30g/m2、100g/m2和300g/m2纖維面(miàn)重）的碳纖維增強環氧樹脂複合材料，研究了層厚對(duì)薄層和準各向(xiàng)同性層壓闆極限強度和損傷開(kāi)始的影響，結果顯示：在縱向(xiàng)壓縮強度上，較薄層試樣(yàng)由于更均勻的微觀結構而顯示出一些優勢。

而準各向(xiàng)同性[45°/90°/-45°/0°]層壓闆的單軸拉伸、開(kāi)孔壓縮和開(kāi)孔拉伸疲勞試驗表明，當降低層厚度時，損傷發(fā)生率和極限強度有了非常顯著的改善。這(zhè)些性能(néng)改進(jìn)可能(néng)與薄層複合材料中橫向(xiàng)裂紋和分層生長(cháng)的系統延遲或近乎抑制引起(qǐ)的層壓闆損傷進(jìn)展和失效模式的重大變化有關。

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