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2021/8/4 17:42:59
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碳纤维应用新进展
碳纤维材料质地坚硬，比头发丝细，但是强度比钢大，密度比铝小，比不锈钢耐腐蚀，也比钢耐高温。从理论上来说，碳纤维最高可承受2600℃。不仅如此，它还比金属更具轻量化，性能优势显而易见。随着不同行业对其提出了更高的应用需求，制造商对其特殊复合成型工艺加工后，可得到优异碳纤维复合材料。
碳纤维助力“坚固可靠”的北京冬奥委会火炬外壳
在距离2022年北京冬奥委会倒计时一周年活动上，一款碳纤维火炬令人瞩目，这款被命名为“飞扬”的北京冬奥委会和冬残奥委会火炬外壳采用了耐高温碳纤维材料，其中的火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主。
据主办方工作人员介绍，这款火炬诠释了“轻、固、美”的特点。首先，碳纤维复合材料与相同体积的铝合金比，至少要轻五分之一，可以减轻火炬手的负担；其次，因为碳纤维复合材料具有高强度、耐腐蚀、使用寿命长等特点，比金属火炬更“坚固”可靠；再者，碳纤维复合材料拥有多种应用形式，材料铺放具有可设计性，此款火炬采用的是三维立体编织成型技术，形成了具有复杂形状的优美整体。值得一提的是，该材料还使此款火炬能耐受高于800℃的氢气燃烧温度。
新款复兴号动车也青睐碳纤维
由中国国家铁路集团有限公司组织、中车长春轨道客车股份有限公司研制的复兴号智能动车组已于2021年6月底在京沪、京广、京哈等高铁线路上正式亮相。该动车组在车体安全方面采用先进复合材料碳纤维，使整体安全性得到显著提升。
为了能在突发性碰撞、火灾等事故情况下保证乘客的人身安全，“复兴号”在车体材料上不仅强调“轻量化”，更强调了“防火、阻燃”等特殊性能。工程设计人员在高强度、轻量化铝合金车体的基础上，在“复兴号”车体局部结构件中使用了更轻、更强的碳纤维复合材料。“复兴号”在车厢侧壁板等部位中使用的碳纤维复合材料是阻燃的，即便遇到高温明火也不会燃烧以及释放出对人体有害的烟雾。据技术人员介绍，目前国内已经研发出耐高温、阻燃的碳纤维复合材料，打破技术限制，可将其应用于地铁、高铁、汽车等领域中，进一步保障乘客的安全。
MCC碳纤维复合材料应用移动交通
日本三菱化学株式会社（MCC）开发出兼具轻质、刚性和高耐热性的碳纤维复合材料 (CFRP)，以酚醛树脂为基体树脂，具有高耐热性，即使在300℃下其物理性能也不会降低。
CFRP兼具轻量性和强度性，预计将越来越多地用于追求减重要求和生产效率的移动交通和工业机械应用领域。以三菱化学环氧树脂为基体材料的CFRP耐热温度为100~200℃，而本次以酚醛树脂为基体材料开发的新产品耐热性高，其物理特性即使在300℃高温下也不会降低。三菱化学表示未来将进一步推广该材料在飞机、汽车、轨道交通、工业等领域的应用。
耐高温、抗冲击碳纤维预浸料
预浸料是制造碳纤维增强塑料的中间材料。传统的BMI树脂预浸料已经用于高温应用（如航空航天发动机部件），防止降解和变形，但耐热性能要求提高时，BMI树脂就失去了抗震性，碳纤维增强塑料在强冲击下也容易剥落和开裂。
帝人公司（Teijin）开发预浸渍双马来酰亚胺(BMI)基体树脂的碳纤维板，具有良好的耐热性和抗冲击性，适合于航空航天发动机部件。帝人优化其耐热和抗冲击性能后，可实现高达280℃的玻璃化转变温度(Tg)和220 MPa的冲击后压缩(CAI)。这种新型预浸料保持了线性热膨胀系数和在低温和高温下的高尺寸稳定性。此外，通过调整树脂粘度，帝人还通过调整模腔中预制件的树脂流动来改善成型性能，与传统的BMI预浸料相比，新预浸料缩短了固化时间。
