在2020年1月成功实现拉伸强度3.70GPa、拉伸模量610GPa的PAN基超高模量碳纤维连续稳定制备的基础上，2020年6月，中科院宁波材料所碳纤维及其复合材料团队在高强高模碳纤维领域再次实现重大突破，成功研制出CNI QM65（M65J级）高强高模碳纤维，经过国内4家专业检测机构测试，纤维拉伸强度和拉伸模量分别高达3857MPa、639GPa。
宁波材料所形成国产M65J级碳纤维小批量制备能力
碳纤维及其复合材料团队科研人员突破了高品质原丝可控成型、石墨化微晶结构可控增长、高效表面结构设计与调控等系列化关键技术，小批量试制的CNI QM65（M65J级）高强高模碳纤维经过北京化工大学、北京航空航天大学等4家专业机构测试，结果显示纤维模量均高于630GPa。
目前国外已商品化的PAN基碳纤维中模量高为日本东丽M60J纤维588GPa，而东丽研制的M65J级碳纤维同样属于小试产品，未形成规模化量产，因此产品关键参数尚不明确，预估产品模量在630-640GPa之间。
宁波材料所CNI QM65（M65J级）高强高模碳纤维研发成功标志着在高强高模碳纤维制备技术领域，国内已经由长期跟跑实现了并跑。
02国产M55J级高模碳纤维大型结构件支撑的无人机完成飞
2020年9月，以宁波材料所碳纤维及其复合材料团队承研的国产M55J级高强高模碳纤维翼主梁为关键结构件支撑的无人机成功实现了飞，该试飞成功标志着国产M55J级高强高模碳纤维次实现了应用。
国外多款无人机大量采用了高强高模碳纤维
2016年1月，碳纤维及其复合材料团队在国内率先突破国产M55J级高强高模碳纤维关键制备技术，随后以某专项任务为牵引，针对国内某型号无人机用核心原材料“国产M55J级高强高模碳纤维”和核心结构件“翼主梁结构件”技术需求，成功突破国产M55J级高强高模碳纤维的连续化稳定制备技术。
根据专项任务要求，团队以国产M55J级高强高模碳纤维为原料开发了性能优异预浸料，并通过结构件成型加工，在国内率先实现大型结构件的制备。该大型结构件在顺利通过结构尺寸、重量、无损检测等系列测试后，开展了静力加载试验，经过飞机强度研究所评测：结构件的静强度、刚度满足性能要求。
国产M55J碳纤维大型结构件顺利通过系列测试
国产M55J级高强高模碳纤维主梁结构件在今年年初完成装机后，目前已经成功完成试飞。
03新型高强高模碳纤维为超轻质羽毛球拍提供材料保障
针对目前市场现有碳纤维材质羽毛球拍难以兼具高强度、高刚度和轻质量等问题，宁波材料所碳纤维及其复合材料团队自主研发出拉伸强度5200-5300MPa、拉伸模量330-340GPa的新型高强高模碳纤维，以该碳纤维为原料，经过精细设计及成型加工制备的重量仅为71g的高端羽毛球拍。
从纤维性能不难发现，该新型碳纤维拉伸强度要略高于东丽T700碳纤维，但模量比T700碳纤维提升了约100GPa；与东丽M40J碳纤维相比，模量相差不大，但纤维强度比M40J碳纤维高出近1000MPa。
该款名为全碳素6U超轻碳纤维羽毛球拍 Super feather 20的羽毛球拍通过采用了团队新型高强高模碳纤维实现了羽毛球拍刚度和强度的平衡。
经过合作供应商的精细工艺设计和调控，终使得该新型碳纤维羽毛球拍重量仅仅为71g，因此使得球拍手感极佳。
原创 钱 鑫 博士