高性能碳纖維三維紡織復合材料連接裙的研制
主要完成單位：天津工業大學
固體火箭發動機殼體連接裙是實現固體火箭發動機殼體級間段連接或與其他部件連接的關鍵承載結構部件，其在整個工作過程中需要承受軸壓、彎曲、剪切等負荷作用，這就要求連接裙的制造材料具有較高的結構強度和較小的材料密度，以減輕連接裙的重量、增加固體火箭發動機質量比。
目前我國現有定型型號上固體火箭發動機復合材料殼體的連接裙均采用金屬材料連接裙，與美國、俄羅斯等國外發達國家已廣泛采用復合材料裙相比，金屬材料連接裙存在重量大、容器特性系數低、加工裝配復雜、制造成本高以及與復合材料殼體連接部位的應力集中等技術問題。
主要研究內容：項目先后成功研制了可織造直徑為1400mm、三維機織圓桶形預制件的三維機織專用設備，創新性地開發了帶端筐的整體復合材料裙預制件的三維機織工藝和變厚度的三維機織工藝，成功開發了超大型三維機織預制件樹脂基復合材料RTM復合固化的工藝技術，成功設計制造了碳纖維樹脂基三維紡織復合材料整體裙用RTM模具和脫模工裝。經實驗測試，所研制的兩種尺寸碳纖維樹脂基三維紡織復合材料整體結構連接裙的力學性能超過了規定的標準；制件表面光潔，無缺陷；經過X射線檢查，制件內部無縮孔和疏松、氣孔、裂紋等，實現了研制合同中對復合材料裙要求的各項性能指標，并通過了裝機考核。同時，項目所研制的三維機織復合材料制件的制作技術，已經成功推廣應用到高性能制件上。項目研制的三維機織復合材料的性能達到了國際先進水平。
項目價值：三維紡織復合材料連接裙研制成功，為我國固體火箭性能的提高奠定了堅實的技術基礎。同時，為研制其他形狀的高性能三維整體機織復合材料制件提供了理論依據和技術保障，也進一步拓展了紡織技術在高性能復合材料和航天航空領域中的應用。
千噸規模T300級原絲及碳纖維國產化關鍵技術與裝備
主要完成單位：中復神鷹碳纖維有限責任公司、東華大學、連云港鷹游紡機有限責任公司
主要研究內容：項目在中復神鷹碳纖維有限公司500噸原絲、220噸T300級碳纖維中試的基礎上，結合工業化腈綸生產中積累的控制技術，采用連云港鷹游紡機有限責任公司幾十年化纖紡織機械的設計、制造與成套集成技術，建成國內首條具有國際先進水平的2500噸原絲、1000噸碳纖維連續裝備。
項目重點通過一步法連續大型穩定聚合、離子交換樹脂螯合純化等創新技術，解決了聚合體的質量瓶頸問題；通過凝固浴濃度及溫度的精確控制、氨化親水、浸涌水洗新技術、分配牽伸比例的優化和大型高壓飽和蒸汽牽伸和噴絲組件的結構設計等獲得了高取向度優質原絲；通過開發具有自主知識產權的專用油劑與可控均質化預氧化工藝和無焦油碳化處理等技術，實現了性能均勻穩定的千噸級T300碳纖維的生產；在關鍵設備方面，研發了20m3大型聚合釜、高壓蒸汽牽伸機、新型疊式外熱預氧化爐、超寬幅低溫碳化爐與高均勻性高溫碳化爐及相應的精密控溫系統等，實現了T300級碳纖維生產中的聚合、紡絲與碳化等工藝的精確控制與連續生產。從而形成了具有自主知識產權的PAN基碳纖維工程化核心技術、關鍵設備和配套系統，建成了年產2500噸原絲、1000噸T300級碳纖維的規模化生產體系，打破了國外的技術壟斷與進口限制，實現國產碳纖維的規模化生產，產品質量達到國際通用的T300級產品標準。
項目價值：千噸級T300碳纖維的工業化生產，打破了國外的技術與裝備封鎖，從根本上改變我國碳纖維受制于人的現狀，極大地緩解了民用和軍用領域對碳纖維的需求。同時將推動我國碳纖維工業的發展和趕超國際先進水平，尤其對高性能碳纖維如T700、T800等的研發具有良好的示范和不可估量的技術支撐作用，另外對提高國內高強纖維產業的國際市場競爭力，推動我國紡織化纖工業加快結構調整、技術進步和產業升級均有促進作用，并進一步推動我國高性能纖維及先進復合材料以及航空、航天、新能源等相關行業的發展，大幅度提高并促進我國相關行業的快速發展，產生一舉多得的技術共振效應。