化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
生態(tài)環(huán)境部公開征集科技成果轉(zhuǎn)化典型案例 助力綠色發(fā)展
生態(tài)環(huán)境部面向全國(guó)啟動(dòng)2025年生態(tài)環(huán)境科技成果[詳細(xì)]
國(guó)產(chǎn)高分子碳纖維為冬奧冰雪健兒們“錦上添花”
2022年02月18日 11:17:29
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：6841
碳纖維不僅能用在制造航天航空等高科技材料，在這一次的北京冬奧會(huì)中，高分子碳纖維也同樣大放光彩。
【化工儀器網(wǎng) 時(shí)事熱點(diǎn)】碳纖維是一種高強(qiáng)度高模量的纖維，其含碳量達(dá)到90%以上，具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)熱、導(dǎo)電以及耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，由于其石墨微晶結(jié)構(gòu)沿纖維軸擇優(yōu)取向，因此沿纖維軸方向有很高的強(qiáng)度和模量。碳纖維既具有碳材料的固有本性特征，同時(shí)又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工型，是新一代的增強(qiáng)纖維。
碳纖維是一種重要的戰(zhàn)略新材料，從“十一五”開始，科技部持續(xù)支持，解決了尖端國(guó)防應(yīng)用原材料“卡脖子”的瓶頸。我國(guó)嫦娥五號(hào)探月、天問一號(hào)火星探測(cè)以及空間站建造等重要任務(wù)使用新型火箭長(zhǎng)征五號(hào)、長(zhǎng)征七號(hào)，有不少部段就采用了中國(guó)航天研發(fā)的新型碳纖維復(fù)合材料，從而確保火箭載荷更大、更安全可靠。
碳纖維不僅能用在制造航天航空等高科技材料，在這一次的北京冬奧會(huì)中，高分子碳纖維也同樣大放光彩。由于碳纖維質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，無疑是組成眾多冰雪競(jìng)賽裝備和冬奧村生活設(shè)施的重要材料之一。同時(shí)，不僅將碳纖維應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，讓碳纖維加入到我國(guó)自主生產(chǎn)的體育器材中，也是為碳纖維的多樣性提供了成功的案例。
我國(guó)首臺(tái)碳纖維雪車突破技術(shù)難題
如雪車等高端冰雪競(jìng)技的裝備的技術(shù)及工藝，在此之前都是被國(guó)外所壟斷。中國(guó)科技部的“科技冬奧”專項(xiàng)就此設(shè)立了“冬季項(xiàng)目碳纖維復(fù)合材料高性能器材關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目”，項(xiàng)目組從2019年11月起，各個(gè)部門相互合作，共同克服了底子薄的弱點(diǎn)和新冠疫情的影響，于2021年1月研制出了第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)碳纖維雪車。這第一輛國(guó)產(chǎn)碳纖維雪車，填補(bǔ)了我國(guó)碳纖維雪車的空白，并且現(xiàn)了從“0”到“1”的突破。
國(guó)產(chǎn)雪車結(jié)合航天的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，使得系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了流線化舵面車身，其風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果與國(guó)際同類產(chǎn)品相比下，風(fēng)阻系數(shù)降低了8%。并且項(xiàng)目組采用了國(guó)產(chǎn)宇航機(jī)的T800碳纖維復(fù)合材料，這種材料的密度僅有鋼的1/5，而強(qiáng)度卻是鋼的2倍，能最大幅度地減輕雪車車身的重量，降低雪車重心，使雪車滑起來平穩(wěn)。
不僅如此，項(xiàng)目組為確保雪車的安全性，還采用了航天的熱壓罐技術(shù)，通過對(duì)車體加熱加壓，原本柔軟的復(fù)合材料中間體就會(huì)完全固化，成為堅(jiān)硬結(jié)實(shí)的車體。熱壓罐技術(shù)下的檢測(cè)結(jié)果是缺陷小于1%。
碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)不僅在于質(zhì)量輕、設(shè)計(jì)自由度大，還在于疲勞強(qiáng)度大、破損安全性能好。碳纖維復(fù)合材料在百萬次疲勞后，強(qiáng)度保留率仍達(dá)90%，遠(yuǎn)高于鋼材的40%，而且復(fù)合材料中纖維的斷裂不會(huì)引起連鎖反應(yīng)和災(zāi)難性急劇破壞，是對(duì)競(jìng)賽中運(yùn)動(dòng)員的絕佳保護(hù)。
速滑冰鞋采用國(guó)產(chǎn)3D打印碳纖維
以往速滑運(yùn)動(dòng)員定制冰鞋主要依靠采集運(yùn)動(dòng)員石膏腳模來實(shí)現(xiàn)，存在采集過程復(fù)雜、效率低、冰鞋制造時(shí)間長(zhǎng)等問題。而三維掃描技術(shù)和足底3D打印技術(shù)的結(jié)合，能夠很好的解決以上問題。該項(xiàng)目通過大量采集速滑運(yùn)動(dòng)員的足底數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)反復(fù)進(jìn)行修整、對(duì)比和驗(yàn)證，最終得以實(shí)現(xiàn)足底數(shù)據(jù)與冰鞋制造的高度契合。
同時(shí)速滑冰鞋的定制還采用了高性能碳纖維復(fù)合材料，在提升冰鞋性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了輕量化生產(chǎn)，有助于提高運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技表現(xiàn)。在與國(guó)內(nèi)高端速滑冰鞋相比較，碳纖維冰鞋重量減輕3%-4%，冰鞋剝離強(qiáng)度提升7%。
碳纖維和航天樹脂制成超輕碳纖維冰球桿
碳纖維球桿是通過制作碳纖維布時(shí)混入流體成型劑的工藝方法，并將流體成型劑的流動(dòng)性降到預(yù)設(shè)閾值以下，使得碳纖維布的誤差能夠控制在±1g/㎡到1.5g/㎡之間。隨后再將碳纖維布制作的碳纖維球桿基材放入球桿模具之中，模具的充氣壓力控制在18000Kpa至23000Ka，并對(duì)碳纖維球桿基加熱，以使冰球桿成型。
采用了航天樹脂和碳纖維的冰球桿由于流體成型劑附著在碳纖維布表面的原因，不僅保障了冰球桿的韌性，同時(shí)也提升了球桿整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使運(yùn)動(dòng)員在揮打時(shí)不易出現(xiàn)球桿開裂或是折斷的情形。
（資料來源：科技日?qǐng)?bào)、北京青年報(bào)）
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
敢為科技獲基石資本數(shù)千萬融資 加碼能源電力智能監(jiān)測(cè)賽道
武漢敢為科技完成數(shù)千萬人民幣融資，基石資本獨(dú)家投資。敢為科技憑借高精度光學(xué)感知與AI融合技術(shù)，打破國(guó)外壟斷，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于能源電力...2025-06-18 11:23:38 -
山東出臺(tái)50條財(cái)政政策 進(jìn)一步支持民營(yíng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展
山東省財(cái)政廳印發(fā)《進(jìn)一步支持民營(yíng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展若干財(cái)政政策》，提出了10個(gè)方面、50條具體的政策，為民營(yíng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展助力賦能。2025-06-17 10:36:14 -
北京重點(diǎn)領(lǐng)域設(shè)備購(gòu)置與更新改造貸款貼息政策更新
近日，北京市發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于開展重點(diǎn)領(lǐng)域設(shè)備購(gòu)置與更新改造貸款貼息的實(shí)施方案》，進(jìn)一步加大對(duì)科技創(chuàng)新與研發(fā)等八大重點(diǎn)領(lǐng)域設(shè)備購(gòu)置與...2025-06-16 11:30:28 -
2025國(guó)家自然基金委與蓋茨基金會(huì)全球健康合作項(xiàng)目申報(bào)啟動(dòng)
近日，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)(NSFC)與蓋茨基金會(huì)(GF)發(fā)布2025全球健康合作研究項(xiàng)目指南，在線申報(bào)接收期為2025年6月1...2025-06-16 10:15:59 -
實(shí)驗(yàn)室模型指向地震監(jiān)測(cè)新路徑
近日，美國(guó)南加州大學(xué)研究人員在《國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表突破性成果：通過開發(fā)高精度實(shí)驗(yàn)室地震模型，首次將斷層表面微觀接觸面積的動(dòng)態(tài)變化...2025-06-13 15:56:24 -
光學(xué)儀器廠商Santec LIS收購(gòu)MOGLabs 進(jìn)軍量子技術(shù)市場(chǎng)
Santec LIS Corporation宣布全資收購(gòu)澳大利亞量子技術(shù)公司MOGLabs，正式進(jìn)軍量子領(lǐng)域。此次收購(gòu)將拓展San...2025-06-11 15:06:29
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
