工信部重磅發布!重點關注這些33種高性能纖維及復合材料

 12月18日,工業和信息化部網站發布重點新材料首批次應用示范指導目錄(2024 年版)。

根據征求意見稿,先進化工材料包括鋁基碳化硅復合材料、高導熱人工石墨膜等共計55種,還涵蓋高性能纖維及復合材料33種,先進半導體材料和新型顯示材料45種,新型能源材料10種,前沿新材料16種等共計299種重點新材料。

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圖:工業和信息化部原材料工業司

根據新版《目錄》,分為先進基礎材料、關鍵戰略材料、前沿新材料三大類共計299種重點新材料,其中涉及高性能纖維及復合材料33種。

 

 

01

 

高性能碳纖維

 

性能要求:

 

(1)高強型:拉伸強度≥4500MPa,CV≤5%,拉伸模量 230~250GPa,CV≤2%;

 

(2)高強中模型:拉伸強度≥5500MPa,CV≤5%,拉伸模量 285~305GPa,CV≤2%;

 

(3)高模型:拉伸強度≥4200MPa,CV≤5%,拉伸模量 400GPa,CV≤2%。

 

 

 

02

 

船舶用碳纖維經編織物

 

性能要求:

 

纖維:T700-12K,乙烯基型上漿劑;

 

經編織物:單、雙、三軸向碳纖維織物,面密度范圍 200~900 g/m2,公差±5%;

 

增強乙烯基樹脂復合材料力學性能:單軸向層間剪切強度≥50Mpa,雙軸向層間剪切強度≥35Mpa。

 

 

 

03

 

航空內飾用碳纖維復合材料

 

性能要求:

 

0°拉伸強度≥1700MPa,0°拉伸模量≥100GPa,彎曲強度≥1200MPa,密度≤1.6g/cm3,阻燃:按照 CCAR25.853 標準熱釋放≤65kW/m2,煙密度≤2004Dm。

 

 

 

04

 

碳纖維/環氧樹脂復合材料

 

性能要求:

 

層間剪切強度≥70MPa,彎曲強度≥1200MPa,拉伸強度≥1800MPa。

 

 

 

05

 

儲氫氣瓶用碳纖維復合材料

 

性能要求:

 

(1)車船用燃料電池氫氣瓶:工作壓力≥35MPa,使用壽命 10~15 年,質量儲氫密度 4.0%;

 

(2)無人機用燃料電池氫氣瓶:工作壓力≥35MPa,使用壽命 5 年,質量儲氫密度 7.0%。

 

 

 

06

 

大絲束碳纖維及其熱塑性復合材料

 

性能要求:

 

≥48K 大絲束碳纖維:線密度≥3300g/km,拉伸強度≥4000MPa,CV≤8%;拉伸模量≥235GPa,CV≤4%。

 

 

 

07

 

中間相瀝青基碳纖維

 

性能要求:

 

(1)高碳系列:拉伸強度≥1400MPa,彈性模量 200±20GPa,斷裂延伸率≥0.3%,石墨化后熱導率 200~1000W/(m·K);

 

(2)高模系列:拉伸強度≥2000MPa,彈性模量≥600GPa,熱導率 200~500W/(m·K);

 

(3)高導熱系列:拉伸強度≥2200MPa,彈性模量≥700GPa,熱導率 500~1000W/(m·K)。

 

 

 

08

 

芳綸及制品

 

性能要求:

 

(1)芳綸絕緣紙:灰分≤0.5%,擊穿電壓≥15kV/mm,抗張強度≥2.5kN/m;芳綸蜂窩紙:透氣度≤0.015μm/Pa·s,撕裂度:≥650mN (MD)、≥1100mN(CD),模量:≥2.5GPa(MD)、≥1.5GPa(CD); 

 

(2)芳綸 1313 沉析纖維:干度≤20%,白度≥80%,機械打漿度 65±5°SR,DMAC 含量≤500ppm; 

 

(3)芳綸 III 長纖維及織物:纖維:密度 1.44±0.01g/cm3,纖度 6~300tex,拉伸強度≥28.5cN/dtex,彈性模量≥750cN/dtex,伸長 率 2.5~4.2%;平紋機織物:面密度 150\170\200\300\340g/cm2,典型織物 200g/cm2 經緯向強力≥10KN,典型織物 340g/cm2,經緯向強力≥17KN;UD 布:硬質 UD 面密度 140±10g/cm2,軟質 UD 面密度 235±10g/cm2。

 

 

 

09

 

聚酰亞胺(PI)纖維

 

性能要求:

 

(1)高強高模型:拉伸強度 2.4~4.5GPa,拉伸模量 100~170GPa,斷裂伸長率 2~5%;

 

(2)耐熱型:阻燃:本體不燃(LOI 極限氧指數≥32%);耐高低溫:-260℃~300℃可長年使用,瞬時耐受溫度 500℃(5%初始分解溫度 510℃);尺寸穩定性好:-260℃至 280℃溫度變化時其理化及機械性能、尺寸幾無變化;纖度 0.8~6dtex;密度 1.41g/cm3;斷裂強度≥4cN/dtex;模量 25~43cN/dtex;斷裂伸長 10~30%。

 

 

 

10

 

PBO 高性能纖維

 

性能要求:

 

拉伸強度 28~35cN/dt,拉伸模量 160~240GPa,斷裂伸長率 2.0~4.0%,極限氧指數 68%。

 

 

 

11

 

高硅氧玻璃纖維制品

 

性能要求:

 

(1)高硅氧玻璃纖維/布: SiO2 含量≥97%,使用耐溫 1100℃,瞬間耐溫 1600℃;

 

(2)低介電高硅氧制品:SiO2 含量≥96%,介電常數≤4.0@10GHz,介電損 Df≤0.001@10GHz;

 

(3)高硅氧纖維濾料:除塵效率≥99.995%,阻力系數≤100,排放濃度≤0.5mg/m2。

 

 

 

12

 

高模玻璃纖維

 

性能要求:

 

浸膠紗彈性模量≥95Gpa,軟化點溫度≥900℃,膨脹系數≤5.0×10-6K-1。

 

 

 

13

 

高耐候玻璃纖維/碳纖維復合材料

 

性能要求:

 

最高抗拉強度≥600kN/m,延伸率≤3%,耐溫性-100~280℃。

 

 

 

14

 

高效玻璃纖維濾紙

 

性能要求:

 

過濾效率≥99.96%,阻力≤280Pa(@0.3μm,5.3cm/s),縱向抗張強度≥1.1kN/m,橫向抗張強度≥0.5kN/m,防水性能≥600mmH2O。

 

 

 

15

 

電子級低介電玻璃纖維及制品

 

性能要求:

 

(1)電子級玻璃纖維超細紗:軟化溫度 860±20℃,纖維直徑 3.5~5µm,纖維號數 1.32~11.2TEX,彈性模量 70~75GPa;

 

(2)低介電纖維及制品:介電常數(10GHz)≤4.8,介電損耗(10GHz)≤3.0×10-3。

 

 

 

16

 

生物識別用特種玻璃纖維

 

性能要求:

 

(1)指紋識別用光準直材料:準直單元尺寸 6~70μm,垂直觀測透過率≥35%,觀測透過率≤5%(傾斜 5°),光絕緣波長范圍300~1000nm,光絕緣效率≥99.5%,厚度 0.2~1.0mm;

 

(2)生化檢測用特種光纖束:96 路樣本反應池的差異值≤3%,384 份樣本激發光和采集一致性≤4%,傳光束插拔和互換時,輸出功率不穩定度≤10%,多分支生化傳光束各個分支分布差異≤15%,SiO2 含量≥99.999%。

 

 

 

17

 

石英纖維增強酚醛樹脂復合材料

 

性能要求:

 

(1)高密度產品:密度 1.0~1.2g/cm3,拉伸強度 20~30MPa,拉伸斷裂伸長率 0.3%~0.5%,導熱系數 0.18~0.21W/(m·K),小發燒蝕 0.15~0.25mm/s;

 

(2)中密度產品:密度 0.8~1.0g/cm3,拉伸強度 15~18MPa,拉伸斷裂伸長率 0.2%~0.4%,導熱系數 0.17~0.2W/(m·K),小發燒蝕 0.17~0.21mm/s;

 

(3)低密度產品:密度 0.68~0.72g/cm3,拉伸強度 10~12MPa,拉伸斷裂伸長率 0.7%~1.2%,導熱系數 0.14~0.17W/(m·K)。

 

 

 

18

 

連續碳化硅纖維

 

性能要求:

 

(1)摻雜型二代連續碳化硅纖維:單纖維直徑 8~10μm,密度 2.4~2.6g/cm3,單絲拉伸強度≥2.8GPa,束絲拉伸強度≥2.5GPa,拉伸彈性模量≥200GPa,斷裂伸長率≥1%,氧含量≤10%,摻金屬元素含量≤1%,單絲拉伸強度≥2.5GPa(1250℃氬氣 1h),單絲拉伸強度≥2.3GPa(1000℃空氣 1h);

 

(2)摻雜型三代連續碳化硅纖維:單纖維直徑為 8±1.0μm,密度為 3.10±0.15g/cm3,單絲拉伸強度≥2.8GPa,束絲拉伸強度≥2.6GPa,拉伸彈性模量≥360GPa,斷裂伸長率≥0.8%,SiC 晶粒尺寸≥30nm,碳硅原子比為 1.05~1.2,氧含量≤0.8%,摻雜元素≤3wt%,耐溫性能(1500℃氬氣 1h,強度保留率≥80%),抗氧化性能(1250℃空氣 1h,強度保留率≥80%);

 

(3)吸波型連續碳化硅纖維:拉伸強度≥2.3GPa,楊氏模量≥200GPa,電阻率 105~10-2Ω·cm 可調。

 

 

 

19

 

連續氮化硅纖維

 

性能要求:

 

束絲上漿率:4101:1.5~3.5%;4103:0.9~2.9%;單絲直徑 13.0±1.0μm;離散系數小于 20%;線密度155±8Tex;密度 2.25±0.10g/cm3;單絲拉伸強度≥1.60GPa;束絲拉伸強度≥1.60GPa,離散系數小于 15%;拉伸彈性模量≥140GPa,離散系數小于 10%;斷裂伸長率≥0.80%,離散系數小于 10%;氧含量≤3.0%,碳含量≤0.9%,氮含量(37.0±3.0)%;高溫強度保留率:1250℃氬氣,1h:≥1.30GPa,1200℃空氣,1h:≥1.20GPa。

 

 

 

20

 

高性能氧化鋁纖維

 

性能要求:

 

氧化鋁連續纖維:Al2O3 含量≥72%,纖維強度≥1.8GPa,平均直徑≤12μm。

 

 

 

21

 

玄武巖纖維布

 

性能要求:

 

抗拉強度≥2000MPa,抗拉模量≥85GPa。

 

 

 

22

 

航空線纜聚四氟乙烯繞包帶

 

性能要求:

 

薄膜橫截面為梯形,梯形上下底之差 1~4mm;梯形最外邊緣厚度≤30 微米;厚度公差(中心位置)±7 微米;拉伸強度≥10MPa;

 

斷裂伸長率≥50%;介電強度≥60kv/mm。

 

 

 

23

 

航空制動用碳/碳復合材料

 

性能要求:

 

密度≥1.85g/cm3;抗壓強度≥150MPa;抗彎強度≥120MPa;層間剪切強度≥12MPa;石墨化度≥35%;氧化失重率≤5%;高能剎車(能流密度≥3000kW/m2,面積能載≥60MJ/m2);摩擦系數≥0.25。

 

 

 

24

 

聚苯硫醚(PPS)細旦纖維

 

性能要求:

 

纖度 0.9~1.2dtex,斷裂伸長率 20~40%,干熱收縮率≤4%。

 

 

 

25

 

聚四氟乙烯(PTFE)纖維及濾料

 

性能要求:

 

(1)長絲:線密度 200~550den,拉伸強力 8.5~20N,抗拉強度 3.0g/den,工作溫度-180~250℃,收縮率≤5%,耐酸堿;

 

(2)短纖:線密度 1.5~5den,抗拉強度≥2.2g/den,收縮率≤5%,耐酸堿;

 

(3)聚四氟乙烯覆膜濾料:除塵效率(PM2.5)99.99%,透氣度≥20L/m2·s,阻力≥250Pa。

 

 

 

26

 

液化天然氣(LNG)儲運用增強阻燃絕熱

 

保溫材料和深冷保溫絕緣板

 

性能要求:

 

(1)存儲用增強阻燃絕熱保溫材料:密度 70~90kg/m3,常溫下(23±2℃),壓縮強度≥0.4MPa,X/Y 方向拉伸強度≥1.2MPa;低溫下(-170±5℃),X/Y 方向拉伸強度≥1.3MPa;閉孔率≥94%;導熱系數(20±2℃)≤24mW/(m·K);

 

(2)運輸用增強阻燃絕熱保溫材料:密度 130±10kg/m3,導熱系數≤17.5,閉孔率≥95%,阻燃等級≥B2 級,常溫下(23±2℃):壓縮強度≥1.3MPa,拉伸強度≥3.0MPa;低溫下(-170±2℃):壓縮強度≥2.7MPa,拉伸強度≥3.2MPa;

 

(3)深冷保溫絕緣板:泡沫導熱系數≤17mW/(m·K);Z 方向拉伸強度≥1.2MPa(-170℃);Z 方向壓縮強度≥2.7MPa(-170℃);Z 方向剪切強度≥0.8MPa(-100℃)。

 

 

 

27

 

防光暈陰極光窗

 

性能要求:

 

耐酸穩定性≥2 類;耐潮穩定性≥2 類;有效區透過率≥90%(波長 400nm~900nm 范圍);吸收層區透過率≤5%(波長 400nm~900nm范圍);折射率≥2C 類。

 

 

 

28

 

高性能碳纖維增強陶瓷基摩擦材料

 

性能要求:

 

密度≤2.2g/cm3;使用溫度-50~1650℃;抗壓強度≥160MP;抗彎強度≥120MP;摩擦系數 0.25~0.45;摩擦力矩峰值比≤2;摩擦系數熱衰退≤15%;摩擦力矩濕態衰退≤5%。

 

 

 

29

 

高性能絕緣紙板及絕緣成型件

 

性能要求:

 

(1)耐溫復合纖維絕緣紙板及成型件(耐溫:130°C、155°C、180°C、200°C、220°C、240°C):①低密度產品:密度 0.7~0.95g/cm3,電氣強度:空氣中≥12kV/mm,油中≥30kV/mm,機械強度:縱向抗張≥60MPa,橫向抗張≥40MPa;吸油率≥40%;②中密度產品:密度 0.90~1.05g/cm3,油中耐壓:垂直≥35kV/mm,平行≥10kV/mm,機械強度:縱向抗張≥80MPa,橫向抗張≥50MPa,吸油率≥35%;③高密度產品:密度 1.05~1.3g/cm3,電氣強度:空氣中≥15kV/mm,油中(垂直)≥40kV/mm,平行≥12kV/mm,機械強

 

度:縱向抗張≥100MPa,橫向抗張≥60MPa,吸油率≥25%;

 

(2)芳綸纖維紙板及絕緣成型件(耐溫 200°C、240°C):①無膠粘中密度產品:密度:0.7~0.95g/cm3,電氣強度:空氣中≥20kV/mm,油中≥40kV/mm,機械強度:縱向抗張≥50MPa,橫向抗張≥30MPa;②無膠粘高密度產品:密度 1.05~1.20g/cm3,電氣強度:空氣中≥29kV/mm,油中≥48kV/mm,機械強度:縱向抗張≥100MPa,橫向抗張≥60MPa;③有膠粘高密度產品:密度 1.05~1.20g/cm3,電氣強度:空氣中≥29kV/mm(抗污染),油中≥48kV/mm,機械強度:縱向抗張≥110MPa,橫向抗張≥70MPa。

 

 

 

30

 

EB-PVD 熱障涂層用 YSZ 陶瓷靶材

 

性能要求:

 

Al、Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、V、Si、Ti、Cl 雜質總量≤0.05wt%,Y2O3 含量 7~9wt%,HfO2 含量≤2wt%,密度3.7~4.8g/cm3,物相為四方相和單斜相,閉合氣孔率≤5%。

 

 

 

31

 

陶瓷纖維濾管

 

性能要求:

 

適用溫度 180~420℃;除塵效率≥99.9%,或排放參數≤5mg/Nm3;脫硝效率≥90%,或排放參數≤30mg/Nm3;抗折強度≥2MPa;抗壓強度≥3MPa;氣孔率≥70%;

 

 

 

32

 

低熱膨脹系數玻璃纖維及制品

 

性能要求:

 

纖維直徑 4.1~7.5μm;熱膨脹系數≤3.5ppm/℃;拉伸強度≥4.3MPa;彈性模量≥90GPa;中空纖維≤10ppm;產品介電常數(10GHz)≤5.3;介電損耗(10GHz)0.0075。

 

 

 

33

 

高性能特種光纖制品

 

性能要求:

 

(1)圖像識別用光纖材料:準直單元尺寸 6~10μm,準直測透過率≥65%,漫射光透過率≥55%,光絕緣波長范圍 300~1000nm,光絕緣效率≥99.5%;

 

(2)霧化用特種光纖微孔材料:3000 路樣本通道差異值≤3%,通斷 1000 次后電阻波動≤10%,1000 次循環通電后雜質滲出≤5ppm;

 

(3)光纖倒像材料:中心分辨率≥100lp/mm;蛇形畸變≤50µm;剪切畸變≤30µm;像位移≤125µm;放大率:1.0±2%;光透過率≥65%。