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2021/8/4 17:42:59
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碳纖維應用新進展
碳纖維材料質地堅硬，比頭發絲細，但是強度比鋼大，密度比鋁小，比不銹鋼耐腐蝕，也比鋼耐高溫。從理論上來說，碳纖維最高可承受2600℃。不僅如此，它還比金屬更具輕量化，性能優勢顯而易見。隨著不同行業對其提出了更高的應用需求，制造商對其特殊復合成型工藝加工后，可得到優異碳纖維復合材料。
碳纖維助力“堅固可靠”的北京冬奧委會火炬外殼
在距離2022年北京冬奧委會倒計時一周年活動上，一款碳纖維火炬令人矚目，這款被命名為“飛揚”的北京冬奧委會和冬殘奧委會火炬外殼采用了耐高溫碳纖維材料，其中的火炬燃燒罐也以碳纖維材質為主。
據主辦方工作人員介紹，這款火炬詮釋了“輕、固、美”的特點。首先，碳纖維復合材料與相同體積的鋁合金比，至少要輕五分之一，可以減輕火炬手的負擔；其次，因為碳纖維復合材料具有高強度、耐腐蝕、使用壽命長等特點，比金屬火炬更“堅固”可靠；再者，碳纖維復合材料擁有多種應用形式，材料鋪放具有可設計性，此款火炬采用的是三維立體編織成型技術，形成了具有復雜形狀的優美整體。值得一提的是，該材料還使此款火炬能耐受高于800℃的氫氣燃燒溫度。
新款復興號動車也青睞碳纖維
由中國國家鐵路集團有限公司組織、中車長春軌道客車股份有限公司研制的復興號智能動車組已于2021年6月底在京滬、京廣、京哈等高鐵線路上正式亮相。該動車組在車體安全方面采用先進復合材料碳纖維，使整體安全性得到顯著提升。
為了能在突發性碰撞、火災等事故情況下保證乘客的人身安全，“復興號”在車體材料上不僅強調“輕量化”，更強調了“防火、阻燃”等特殊性能。工程設計人員在高強度、輕量化鋁合金車體的基礎上，在“復興號”車體局部結構件中使用了更輕、更強的碳纖維復合材料。“復興號”在車廂側壁板等部位中使用的碳纖維復合材料是阻燃的，即便遇到高溫明火也不會燃燒以及釋放出對人體有害的煙霧。據技術人員介紹，目前國內已經研發出耐高溫、阻燃的碳纖維復合材料，打破技術限制，可將其應用于地鐵、高鐵、汽車等領域中，進一步保障乘客的安全。
MCC碳纖維復合材料應用移動交通
日本三菱化學株式會社（MCC）開發出兼具輕質、剛性和高耐熱性的碳纖維復合材料 (CFRP)，以酚醛樹脂為基體樹脂，具有高耐熱性，即使在300℃下其物理性能也不會降低。
CFRP兼具輕量性和強度性，預計將越來越多地用于追求減重要求和生產效率的移動交通和工業機械應用領域。以三菱化學環氧樹脂為基體材料的CFRP耐熱溫度為100~200℃，而本次以酚醛樹脂為基體材料開發的新產品耐熱性高，其物理特性即使在300℃高溫下也不會降低。三菱化學表示未來將進一步推廣該材料在飛機、汽車、軌道交通、工業等領域的應用。
耐高溫、抗沖擊碳纖維預浸料
預浸料是制造碳纖維增強塑料的中間材料。傳統的BMI樹脂預浸料已經用于高溫應用（如航空航天發動機部件），防止降解和變形，但耐熱性能要求提高時，BMI樹脂就失去了抗震性，碳纖維增強塑料在強沖擊下也容易剝落和開裂。
帝人公司（Teijin）開發預浸漬雙馬來酰亞胺(BMI)基體樹脂的碳纖維板，具有良好的耐熱性和抗沖擊性，適合于航空航天發動機部件。帝人優化其耐熱和抗沖擊性能后，可實現高達280℃的玻璃化轉變溫度(Tg)和220 MPa的沖擊后壓縮(CAI)。這種新型預浸料保持了線性熱膨脹系數和在低溫和高溫下的高尺寸穩定性。此外，通過調整樹脂粘度，帝人還通過調整模腔中預制件的樹脂流動來改善成型性能，與傳統的BMI預浸料相比，新預浸料縮短了固化時間。
