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碳纤维复合材料在国内各领域的新应用(图)
发布日期: 2017/11/3

  对碳纤维产业来说,2016年是成果辉煌的一年,除了实现碳纤维T800千吨级的量产化之外,碳纤维复合材料在航空、交通、工业、民用等各领域的应用中也取得了一些令人惊喜的新进展。

  航天:最大的碳纤维固体火箭发动机壳体

  2016年9月22日,中国航天科工集团四院九部研发的快舟十一号固体运载火箭一级发动机地面试车圆满成功,成为国内应用碳纤维复合壳体技术的尺寸最大、装药量最多的固体火箭发动机。该发动机直径2.2m,总长9.7m,装药量45t,具有高质量比、高比冲、大推力等特点。本次试车验证了大尺寸碳纤维复合壳体、大流量喷管、大吨位装药等关键技术,实现了大尺寸碳纤维复合壳体发动机技术工程应用的跨越式提升。

  

  航海:首创碳纤维增强夹心结构船体推水密盖板

  上海沪舟实业有限公司自主研发出碳纤维艏侧推水密盖板,该技术获得我国实用新型专利,目前在国际上属于首创。盖板本体采用多轴碳纤维和增强树脂复合材料,具有强度高、比重轻、抗海水腐蚀等特点,在DNVGL试验中心通过了强度测试,并获得了DNVGL强度证书。此外,该产品为蜂窝夹层结构,侧推水密盖板的比重为1,整个水密盖板能悬浮在水中,方便潜水员水下操作。为保证水密盖板与船壳的线型吻合,现场采用3D扫描和电脑建模,通过有限元法计算盖板强度,设计出合理结构,重量仅为国外同类型盖板重量的五分之一,且强度满足水下15米至25米作业要求。该产品主要是让航运公司在不进坞的情况下,对船舶的艏侧推进行维修和保养,大大节省了进坞维修成本和航行维修时间。

  高铁:阻燃型碳纤维复合材料结构件实现批量生产

  无锡威盛新材料科技有限公司研制出的新型碳纤维复合材料具有阻燃、防火、增韧等多种性能,该种碳纤维复合材料制成的高铁结构件已进入大批量生产阶段。许多航空、汽车、轨道交通的突发事故中,事故的碰撞容易造成车体燃烧,车体材质燃烧后形成的浓烟和有害物质往往会导致致死率提升,而这种新型碳纤维复合材料能达到欧盟EN45545轨道车辆材料防火测试标准,遇火后不自燃,烟雾量极少,不释放有害气体,可以有效减少事故对人体产生的危害。而且中国高铁平均时速超过200km/h,最高时速达到350km/h以上,超高的速度对车体结构以及车厢的材料要求非常严格,材料各项物理性能必须符合较高的标准。碳纤维复合材料制成的零部件质量很轻,但是它的强度比钢都要大,用其取代金属材料,可以大大减轻车体重量,在减少车体运行能源消耗的同时,还能提升车体的安全性。

  风电:国内首支68米长碳纤维风机叶片

  由江苏连云港中复连众复合材料集团有限公司自主研发的、国内首支68米长6兆瓦风机叶片日前装运出海至欧洲。据悉,该叶片创新采用了碳纤维大梁的真空灌注工艺,攻克了国产12K碳纤维生产大面度碳纤维织物的难题,该叶片可以广泛应用于海岸风场,为我国海上风机国产化奠定基础,为国产碳纤维在大功率碳纤维叶片制造中的应用解决了国际难题,有助于增加我国抢占全球风电产业制高点。

  基建:成功开发出绝缘型碳纤维复合芯导线

  2016年,9月22日,呼和浩特供电局元山线线路改造工程在呼和浩特市金川开发区架线施工。该条线路采用内蒙古浩源新材料股份有限公司全新设计、生产的JKLRXYJQ/F1A-10170/20绝缘型碳纤维复合芯导线。该类导线可广泛应用于10kV及以下配网输电工程的增容改造和基建线路。据悉,这种新型导线在内蒙古地区应用尚属首例,这种碳纤维复合芯导线具有重量轻、强度大、耐腐蚀、耐高温、载流量大、弧垂小、省成本等优势,年生产能力2万公里,产品现已广泛应用于电网不同电压等级的新建线路和旧网改造工程。

  民用:全球首款碳纤维智能机器人电动车

  近日,全球首款碳纤维智能机器人电动车,由神鹰碳纤维自行车股份有限公司自主研发成功,正式与市民见面。这款碳纤维智能机器人电动车车架采用了全碳纤维材料和先进的成型工艺,可以自由收缩和伸展,全车含电池仅重15公斤,车身轻便,便于携带,时速可达20公里/小时,最大载重150公斤,充电4小时可以续航30公里,加上备用电池可达60公里。自动折叠设计理念使得车身更易折叠且更加小巧,便于携带,无论是乘坐公交、地铁,还是进入电梯,甚至带着逛商场都不成问题。


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