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從北京冬奧會的“飛揚”火炬開始,了解新時代的“鋼筋鐵骨”→

2024年03月06日14:58 |
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隨著金山區加快打造國際“纖維之都”,碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維為主導的“3+X”纖維產業體系正在構建。其中,熟悉又陌生的碳纖維,你了解多少呢?我們通過北京冬奧會的“飛揚”火炬一探究竟。

冬奧火炬有什麼特點呢?

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如果將冬奧火炬外殼比作鋼筋混凝土,那麼裡面的碳纖維就是鋼筋,樹脂就是混凝土。上海石化和核八所共同攻關,將特種耐高溫樹脂和碳纖維結合,制備了可以耐近千度高溫的碳纖維復合材料。它和金屬材質相比減重近30%以上,呈現了輕、固、美的特點。冬奧火炬外殼內的碳纖維,是採用了三維編織技術制備的碳纖維預制體,將200多錠碳纖維從經向、法向、緯向三個方向進行編織,做成形狀優美的像絲帶飛舞的碳纖維預制體。此外,火炬的燃燒系統也非常具有技術含量,解決了火焰顏色、穩定燃燒、高壓儲氫、氫氣安全利用等多個難題。

碳纖維復合材料是如何經受火焰灼燒的呢?

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一般的碳纖維復合材料是不能夠經受火焰灼燒的。在平時的實驗過程和燃燒測試中,也曾出現過復合材料被燃燒的情況。因此,通過不斷地改進樹脂的配方,優化提升復合材料的固化和陶瓷化工藝,最終制得的復合材料才可以承受氫氣火焰灼燒。這也使得碳纖維在不同的成型技術下,可以應用在越來越多的場景中。

碳纖維的應用場景一般有哪些呢?

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隨著碳纖維輔材技術的不斷發展,碳纖維的應用也越來越廣泛,在汽車制造、工程基建等領域,可以越來越多地看到碳纖維的身影。例如,臨港中運量T2是我國第一條採用氫能源的交通路線,其作為低碳出行和智慧交通的代表,引領了多項新技術,基於車身渾然一體的四氣式外罩,是採用上海石化生產的碳纖維制造的﹔青島海口路跨風河大橋同樣用到了上海石化生產的48K大絲束碳纖維筋,該橋建成后,成為我國首座應用大絲束碳纖維筋索錨結構的橋梁工程,為碳纖維在土木工程領域中的應用打開了新局面。

通過合理布紗,優化預成型膜以及模具不同區域固化溫度,改良了大絲束碳纖維的拉擠技術,成功制備了不同規格的大絲束碳纖維型材系列產品,可替代鋼筋、鋼索,用於潮濕、水下、海洋、化工等腐蝕性強的環境。

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在金山這座濱海城市,上海石化碳纖維復合材料筋技術被首次應用在海堤工程項目上,有效筑牢城市安全屏障。我們期待碳纖維這樣的新材料,在生活中會有越來越多的應用,讓我們的生活更節約、更快捷、更美好。

(來源:i金山)

(責編:沐一帆、軒召強)

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