《高性能模压碳碳平板技术规程》文本附编制说明

ICS

CCS

团体标准

T/CIXXX—2024

高性能模压碳碳平板技术规程

Technicalspecificationforhigh-performancemoldedcarboncarbonflat

plates

(征求意见稿)

2024-XX-XX发布2024-XX-XX实施

中国国际科技促进会发布

1

T/CIXXX－2024

目次

目次...........................................................................................................................................................................I

前言..........................................................................................................................................................................II

引言.......................................................................................................................................................................Ⅲ

高性能模压碳碳平板技术规程..............................................................................................................................1

1范围.........................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件...................................................................................................................................................1

3术语和定义............................................................................................................................................................1

4高性能模压碳碳平板工艺设计.......................................................................................................................2

5技术要求................................................................................................................................................................3

6实验方法................................................................................................................................................................4

7检验方法................................................................................................................................................................6

8标志、包装、运输、储存、质量检验报告.................................................................................................7

I

T/CIXXX—2024

高性能模压碳碳平板技术规程

1范围

本文件规定了高性能模压碳碳平板的结构形式、工艺路线、材料选择、技术要求、实验方法以

及检验、包装等要求。

本文件适用于适以短碳纤维为原料，模压成型结合快速液相增密工艺过程制备的高性能碳碳平

板和产品质量控制。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）

适用于本文件。

（1）GB/T1.1-2009标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写

（2）GB/T1804-2000m一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

（3）GB/T1449-2005纤维增强塑料弯曲性能试验方法

（4）GB/T33501-2017碳/碳复合材料拉伸性能试验方法

（5）GB/T1450.1-2005纤维增强塑料层间剪切强度试验方法

（6）ASTMC695-2021碳和石墨抗压强度的标准试验方法

（7）ASTMC747-2016用声波共振法测定碳和石墨材料的弹性模量和基频的标准试验方法

（8）GB/T22588-2008闪光法测量热扩散系数或导热系数

（9）ASTME228-2017用推杆式膨胀计测定固体材料线性热膨胀的标准试验方法

（10）GB/T39535-2020炭素材料肖氏硬度测定方法

（11）GB/T191-2008包装储运图示标志

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

高性能模压碳碳平板highperformancemoldedcarboncarbonflatplate

高性能模压碳碳平板是一种由分散均匀的碳纤维短切丝，经抽滤成型预浸料，经树脂浸润，模

压成型，再结合液相浸渍增密、高温纯化及机加工后获得的短纤维增强碳碳平板，其具有良好的力

学性能和表面平整度。

3.2

原辅材料rawandauxiliarymaterials

1

T/CIXXX—2024

3.2.1碳纤维高性能模压碳碳平板所使用的碳纤维为中复神鹰碳纤维股份有限公司生产的

SYT49S-12K/SYT49S-24K聚丙烯腈碳纤维，其性能符合GB/T26752的规定。

3.2.2混合树脂溶液包括酚醛树脂和脱泡剂，其中，酚醛树脂为PF8402、PF9502中的一种或多种的

混合。

3.2.3去离子水去除了呈离子形式杂质后的纯水。

4工艺设计

4.1设计要求

4.1.1高性能模压碳碳平板结构

图1

微微泛银白色的纤维为短切碳纤维丝，稍暗区域为树脂碳基体，纤维杂乱排列，均匀分散，其

间隙被树脂碳基体所填充，纤维和基体的界面结合良好，表面及端面平整，无褶皱、分层。

4.1.2工艺路线

工艺要求纤维须在水溶液中分散，为保证混合的均匀性，需添加分散剂、脱泡剂等，并配备自

动搅拌器。

4.1.3产品具体尺寸及其允许偏差可由供需双方商定。图纸注明了允许偏差的依图纸所示执行，图

纸未注明允许偏差的尺寸可按GB/T1804的粗糙级C等级的规定执行。

4.2工艺说明

4.2.1碳纤维短切

将碳纤维长丝（筒纱）进行短切，设置短切长度规格为10-30mm。

4.2.2碳纤维分散

2

T/CIXXX—2024

采用强气流打散后通过水溶液进行进一步分散。

4.2.3抽滤

将纤维复合分散液置于底部形成有抽滤孔和过滤网容器中，通过抽滤孔抽滤，在容器中形成网

状纤维层，通过多次重复操作铺叠至设定厚度，形成预浸料。

4.2.4烘干

将抽滤得到纤维预浸料进行烘干处理，烘干温度设置为70-90℃，烘干时间设置为1-3h。

4.2.5浸胶

将烘干后的预浸料充分浸胶后至于模具中，待压制。其中，预浸料的密度约0.5-0.8g/cm3。

4.2.6热压

将充分浸润树脂后的一定厚度预浸料封装在涂有石墨乳脱模剂的模具内，上热压机进行热压固

化，热压温度设置80-160℃，保温2-3H，热压压力从0.5-0.8MPa逐渐升至20MPa。

4.2.7增密

采用液相快速增密，通常为2-3次浸渍、碳化循环，使其碳化后体积密度达1.50g/cm3以上。

浸渍

将热压固化后获得的模压碳碳平板置于浸渍炉中，用酚醛树脂加压浸渍填充板材中的孔隙，提

高其密度。浸渍压力设置0.8-1Mpa，固化温度设置160-200℃。

碳化

将短纤模压板装入炉内，抽真空1h，充入保护气体（氮气）直至微正压（即保持炉内压力略高

于大气压，约0.6H），并保持持续通入保护气体，控制保护气体流量为0.4m3/H。开始加热，约25-30H

从环境温度升值温度850℃，并保温3-4H，然后开始自然降温，降温时间设置为60H，降温至80℃

以下开炉，取出产品，完成工艺过程。

4.2.8高温纯化

将短纤模压板装入炉内，抽真空。开始加热，用时25-30H从环境温度均匀升至2000℃左右，

整个过程持续抽真空。当温度达1600-1800℃时，打开气阀，将保护气体冲入炉内，边充边抽，并

保持炉内压力为10000Pa左右，在2000℃时保温5-8H。保温结束后，开始自然降温，约10H左右降

至1600℃，待1600℃以下阶段，关闭进气阀，只抽真空，直至炉内温度降至80℃以下，打开进气

阀，通入空气，使炉内气压升至大气压，打开炉门，取出产品，整个降温过程持续时间约65-75H。

4.2.9机加工

根据产品图纸要求，利用机加工设备对产品进行加工。

5技术要求

5.1技术指标

高性能模压碳碳平板的主要性能指标应符合表1的规定。

表1

项目单位数值

密度g/cm3≥1.45

3

T/CIXXX—2024

弯曲强度MPa160

层间剪切强度MPa10

膨胀系数10-6/k1.1

灰分ppm300

变形量mm/m≤1

外观材料表面和内部无明显褶皱、分层、缺料及针孔和其他杂质存在

注：具体性能指标也可由供需双方商定

5.2技术要点

5.2.1改善树脂浸润性

纤维分散

将短切碳纤维分散至丝宽1.5-2mm，不集聚，以增加碳纤维与树脂浸渍液的接触面积及浸润通

道；

分散剂

使用聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素等常规分散剂，通常纤维：分散液=1：80-100，利于分散。

5.2.2装备及工艺要求

为保证模压碳碳平板的压制平整度及改善其分层不良，一般要求装备及工艺满足以下技术要求：

抽滤装置

抽滤孔设置均匀分布，滤网目数选择为300-400目，便于抽滤均匀。

压机装备

（1）压机的压板变形量控制在±0.2mm，压制前需做压板平整度检测，若不满足要求，需对变

形的压板进行矫形处理。

（2）压板温度均匀，每100cm2温差不超过3℃。

压制工艺

（1）低温预固化，温度设置为80-90℃，压力设置为0.5-0.8MPa，预热40-60min，且每隔5min

进行一次卸压排气。

（2）温度升至110-120℃，压力由0.5-0.8升至20MPa左右，升压速率设置为0.5-2MPa/min，

整个升压过程确保在20min完成，直至模压碳碳平板压紧，温度升至150-160℃，保温2-3H左右，

直至完全固化。

热处理工艺

（1）碳化

特别设置由400℃缓慢升温至600℃，升温时间为20-25H，由600℃升温至850℃，升温时间为

3-4H。

（2）高温

特别设置由850℃缓慢升温至2000℃，升温时间为25-30H，2000℃保温5-8H。同时，需保证高

温炉内各区温度完全均匀。

（3）装炉方式

确保在热处理过程中，温度传导均匀，应力释放均匀，从而获得平整度合格的模压碳碳平板，

特别设置，每堆叠放置10件板材后，需加压1件厚度约60-65mm的平整石墨板材。

6实验方法

4

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6.1高性能模压碳碳平板的外观质量的检验用目视的方法进行，其中表观分层及其他杂质可用25倍

便携式放大镜检查，内部分层、鼓包使用工业CT检查；

6.2GB/T1449-2005纤维增强塑料弯曲性能试验方法

6.3GB/T33501-2017碳/碳复合材料拉伸性能试验方法

6.4GB/T1450.1-2005纤维增强塑料层间剪切强度试验方法

6.5ASTMC695-2021碳和石墨抗压强度的标准试验方法

6.6ASTMC747-2016用声波共振法测定碳和石墨材料的弹性模量和基频的标准试验方法

6.7GB/T22588-2008闪光法测量热扩散系数或导热系数

6.8ASTME228-2017用推杆式膨胀计测定固体材料线性热膨胀的标准试验方法

6.9GB/T39535-2020炭素材料肖氏硬度测定方法

6.10高性能模压碳碳平板的变形量验采用专用检测装备，按图纸要求进行。

6.10.1检测装备结构

图2

图3

图2所示，检测专用装备由大理石检测平台和测量工装组成，图3所示，检测工装由两只高度

尺与水平尺相连组成。（水平尺长度比高性能模压碳碳平板宽度大0.2mm，所在位置高度可直接读

数，精度为0.1mm）。

6.10.2使用方法

高性能模压碳碳平板平铺在大理石平台上，选择高性能模压碳碳平板一端作为起始位置，两只

高度尺完全对齐放置于其两侧，装配上合适尺寸的水平尺，从一端轻轻移动至另一侧，每隔2cm，

读取一次两侧高度尺的数据并记录，以一侧数据作为标准值，将同组两侧差值定义为高性能模压碳

碳平板的实际变形量，若该数值始终控制在（0，±0.2）mm范围内，则定义为高性能模压碳碳平板

平整度良好。

5

T/CIXXX—2024

7检验方法

7.1检验和验收

7.1.1出厂检验

高性能模压碳碳平板应符合设计所规定的标号、密度、强度等，同时应具备产品合格证和质量

检验报告。

7.1.2验收

需方应对收到的产品按本标准的规定进行复验。复验结果与本标准或订货合同的规定不符时，

应以书面形式向供方提出，由供需双方协商解决。属于外观质量及尺寸偏差的异议，应在收到产品

之日起一个月内提出，属于其他性能的异议，应在收到产品之日起三个月内提出。

7.2组批

产品应成批提交验收，每批由同种原料、同种工艺在同一连续时间内的高性能模压碳碳平板组

成。

7.3检验项目

每件产品出厂前应进行外观质量、尺寸和体积密度的检验。其他性能由供方根据生产情况进行

定期检测或抽检。检验项目也可由供需双方商定，并在合同中注明。

7.4取样及检验结果的判定

7.4.1外观及尺寸检验判定。

产品取样及检验结果的判定按GB/T2828.10-2010进行，具体的检验项目，检验水平和接收质

量限见表2，也可由供需双方另行商定。

表2

序号检验项目检验水平接受质量限（AQL）

1褶皱、分层III1.0

2缺料II2.5

3夹杂物和结块及针孔等外观缺陷II2.5

4图纸注明了允许偏差的尺寸II1.0

5图纸未注明允许偏差的尺寸II4

6体积密度II1.0

7.4.2产品性能取样及检验测试判定。

产品取样测试原则上每半年进行一次（当4M发生设变或重大质量事故时需重新安排进行测试），

也可由供需双方另行商定。

序号检验项目检验水平接受质量限度

7膨胀系数每/半年不接受

8灰分（或金属杂质）含量每/半年不接受

9弯曲强度每/半年不接受

10层间剪切强度每/半年不接受

6

T/CIXXX—2024

8标志、包装、运输、储存、质量检验报告

8.1标志

8.1.1产品上应刻印产品型号或生产编号。

8.1.2产品外包装箱上应注明供方名称、地址、邮编、电话、产品名称、产品型号及数量，附有“防

潮”“防碰撞”“防挤压”“小心轻放”等字样或标识。

8.2包装

8.2.1包装环境

相对湿度小于75%。

8.2.2包装材料

使用的泡沫板、包装木箱、包装纸箱、塑料泡沫等材料都应符合各有关技术标准的规定。

8.2.3包装容器

包装容器可选择纸箱、木箱。

8.2.4包装件随带文件

产品合格证及标签

交接单，一式两份，内容包括：产品名称和规格、产品数量、供方单位名称、交付人签名、

需方单位名称、接收人签名、交付及接收日期

8.2.5包装程序

在包装箱底部及四壁放置泡沫板，按要求将每件高性能模压碳碳平板用塑料膜封装后，放置于

包装箱内部，在四周放置泡沫板，使高性能模压碳碳平板不会出现晃动为准，包装应采取防水、防

损伤、防玷污等措施。

特殊的包装要求由供需双方商定。

8.3运输

产品在运输过程中应轻装轻卸，严禁抛掷，须采取防震、防潮措施。

8.4储存

产品应储存在清洁、干燥的环境中。

8.5质量检验报告

每批产品应附有产品质量检验报告，其上注明：供方名称、地址、邮编、电话；产品名称和型

号；批号；本标准编号；质量部印记；检验员编号；检验日期。

7

团体标准

《高性能模压碳碳平板技术规程》

编制说明书

2024年2月

《高性能模压碳碳平板技术规程》编制说明

一、工作简况

1.任务来源

本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》

起草；本标准由中国国际科技促进会标准化工作委员会提出。本标准由中国国际科技促进

会归口。编制工作由浙江德鸿碳纤维复合材料有限公司等单位负责。

2.项目的重要性和必要性

高性能短纤模压碳碳平板作为一种先进的复合材料，在光伏、真空热处理、航空航天、

能源等领域具有广泛的应用前景。为了打破国际技术垄断，提升我国在高性能短纤模压碳

碳平板领域的核心竞争力，制定相应的团体标准显得尤为重要。本标准旨在规范高性能短

纤模压碳碳平板的生产和使用，促进其健康、快速发展。

本团体标准适用于高性能短纤模压碳碳平板的生产、检验和使用。通过制定统一的标

准，为国内企业提供明确的指导，促进企业技术创新，提升产品质量。这些指标要求的制

定基于国内外最新研究成果和产业发展动态，以满足市场需求和技术发展为导向。

由于技术壁垒和国际垄断，这一领域长期受到国外技术的制约。目前国内尚未有关于

高性能模压碳碳平板，特别是短纤模压碳碳平板应用于光伏电池PECVD镀膜用承载板的技

术及检测的相关标准。该产品技术现仍被日本所垄断，国内有一些企业一直在研究此应用

领域的高性能碳碳平板，但多数技术尚未成熟，亟需国内企业自研先进技术，推进国产高

性能短纤模压碳碳平板的开发与应用，打破技术国际封锁，填补该产品在国内开发及应用

的空白。为此起草单位申请制定《高性能模压碳碳平板技术规程》，旨在通过对标先进短

碳纤维分散处理技术和碳碳平板模压技术，为国产高性能模压碳碳平板的生产、应用和质

量控制提供一个统一、规范的标准，以提高产品的质量和可靠性，促进产业的健康发展。

同时，本标准的制定也有助于提高行业的技术水平，推动产业升级和转型。

3.主要工作过程

(1)起草阶段

任务下达后，项目承担单位于2023年9月26日成立起草编制小组。经汇总讨论后，起

草组初步确定了标准中需要规定的主要内容。

(2)成立标准制定工作组

任务下达后，项目承担单位于2023年10月25日成立标准编制组。编制组成员对高性能

2

短纤模压碳碳平板的有关技术条件及应用分别进行了调研。经汇总讨论后，编制组确定了

标准中需要规定的主要技术内容，并于2023年12月24日完成了初稿并发送给各参与单位征

求意见。

(3)确定工作计划

在2024年01月中旬根据各参与单位征求意见后，进行修改和研讨，在01月末形成第一

版征求意见稿。为保障相关标准的严谨性，项目承担单位走访联系多个行业相关单位组织

内部评审。并于2024年2月7日召开了线上内部评审会，项目承担单位在会后收集了其他行

业专家对该争议的建议。并在2024年2月19日再次邀请相关专家，对分歧意见进行了交流，

并最终达成统一意见。于2024年2月29日汇总团标编制专家方面意见后，形成了最终标准

征求意见稿并由中国国际科促会提交全国标准信息平台。

(4)查询国内外相关标准和文献资料

A.郭领军，李贺军，李克智，等.模压工艺制备短纤维增强C/C复合材料的研究

[J]宇航材料工艺，2004，6：11-14.

B.郭领军，李贺军，李克智.短碳纤维复合材料中纤维均匀化技术的研究现状

[J]兵器材料科学与工程，2003，26（6）：50-53

C.YamamotoIwao,NiwaKazuo,FukagawaToshihiro.Productionofcarbon

fiberreinfocedcarboncompositematerial,carbonfibeireinforcedcomposite

materialandslidingmaterialusingthesame[P]

4.主要起草单位及起草人

本标准起草单位：浙江德鸿碳纤维复合材料有限公司等

本标准主要起草人：****

二、标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订标准时，还包括修订前后

技术内容的对比

1.标准的编写原则

(1)标准需要具有行业特点，指标及其对应的要求要积极参照采用国家标准和行

业标准。

(2)标准能够体现出技术的具有关键共性的技术要素。

(3)标准能够为技术的研发、改进指出明确的方向。

(4)标准需要具有科学性、先进性和可操作性。

3

(5)要能够结合行业实际情况和技术特点。

(6)与相关标准法规协调一致。

(7)促进行业健康发展与技术进步。

2.标准的依据

本标准参考以下文件进行编写，在编制过程中着重考虑了科学性、适用性和可操作性。

1.GB/T1.1-2009标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写

(1)GB/T1426-2008炭素材料分类

(2)GB/T40724-2021碳纤维及其复合材料术语

(3)BSEN14598-2-2005增强热固性模压复合物模压塑料板材（SMC）和模塑

料块（BMC）规范、试验方法和一般要求

(4)MSISO1268-8-2005纤维增强塑料试验板的生产方法第8部分：SMC和BMC

的模压成型

(5)GB/T30101-2013聚乙烯醇水溶短纤维

(6)GB/T2828.1-2010计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索

的逐批检验抽样计划

3.制定标准的基础

短碳纤维模压技术作为一种先进的实用技术，其产品已在多个领域得到广泛验证，并

得到越来越多的行业认可。其中，国内异质结（HJT）电池PECVD用载板目前已通过短碳纤

维模压板应用验证，需求量日益增加。在“双碳”目标下，光伏产业规模持续扩大，技术

不断迭代更新，包括光伏电池端，异质结（HJT）电池凭借工艺流程简化、双面率高、温

度系数低、无光衰、弱光效应、载流子寿命更长、量产效率有望突破26%等优点，远期来

看，更具潜力，将进一步推动短碳纤维模压板的实用化发展。本标准依托浙江德鸿碳纤维

复合材料有限公司的技术团队，在中国国际科技促进会碳中和分会指导下，开展对国内外

短碳纤维模压指标的广泛调研，特别对标日本耐特（Neftec）PC70板材，提出应用于PECVD

载板的高性能短纤模压碳碳平板的指标体系，以期对短纤模压碳碳平板指标进行客观评价，

为高性能短纤模压碳碳平板国产化提供技术保障。

4.实际应用效果

高性能短纤模压碳碳平板相较于2D碳布层压板具有优异的层间结合性，对比2.5D针刺

预制体压制碳板，其密度均匀性更好。同时，具备低密度、高比强、耐高温、耐腐蚀、热

膨胀系数小、生物相容性好等一系列优异性能，可广泛应用于光伏、真空热处理炉、航空

4

航天等领域。目前投入应用主要包括光伏领域及真空热处理炉热场支撑件。特别，随着光

伏异质结（HJT）电池端PECVD镀膜用承载板的需求量日益增加，高性能短纤模压碳碳平板

的平整度、结构致密度及加工性能均在客户端通过验证，完全可以替代其正在使用的石墨

及进口碳碳板材。

三、预期的经济效果

《高性能模压碳碳平板技术规程》标准的制定将实现我国高性能短纤模压碳碳平板的

自主制造，打破日本在光伏异质结（HJT）电池端PECVD载板应用技术垄断，实现进口替代，

降低终端用户的综合生产成本。协同服务“双碳”政策整体目标，并促进产业繁荣起到积

极的推动作用。

四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者与测试的国外样品、

样机的有关数据对比情况

目前，浙江德鸿碳纤维复合材料有限公司完成了国产高性能短纤模压碳碳平板的自主

研发及小批量生产，性能指标与日本耐特（Neftec）PC70板材相比还有些差距，但目前已

满足国内光伏异质结（HJT）电池端PECVD镀膜载板的使用需求，后续将进一步提升指标。

具体性能指标对比数据如下：

物理特性