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碳纤维专家:冬奥火炬破解外壳在1000℃高温制备中的诸多难题
来源:新京报  2021-02-05 08:44:33
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-246-10477.html
  2月4日,在北京冬奥会倒计时一周年活动上,北京2022年冬奥会、冬残奥会火炬外观设计正式对外发布。
 
 
 
  碳纤维专家、中国石化上海石化股份公司副总经理黄翔宇认为,北京冬奥会火炬外壳由碳纤维及其复合材料制造而成,呈现出了“轻、固、美”的特点,解决了碳纤维复合材料在极端条件下的应用瓶颈,实现了火炬外壳在高于800℃的氢气燃烧环境中正常使用。破解了火炬外壳在1000℃高温制备过程中起泡、开裂等难题。
 
 


  新京报:请你介绍一下碳纤维,它有什么特点?
 
  黄翔宇:碳纤维,顾名思义就是含碳的纤维。它的碳的含量非常高,达到90%以上。说起来容易,但要把一个纤维做成骨架上都是碳,是非常复杂的过程。
 
  碳纤维它有什么特点?一是轻,它的密度只有钢的1/4,强度是钢的6到7倍,如果把强度除以密度的话,比强度就是20倍以上。所以达到同样一个力学性能,用量是非常少的。因此碳纤维轻而强是它的最大的特点,同时它又是耐腐蚀等各种环境,在特殊环境下很多都可以使用碳纤维这样一个高科技制品。
 
  新京报:为什么会想到把碳纤维用在冬奥火炬上?
 
  黄翔宇:以往的冬奥火炬,包括奥运会的火炬都是金属材料。我们冬奥组委提出用新材料。我们认为碳纤维轻,刚度又好,能够替代传统金属材料。
 
  但是碳纤维又有自己的难度。因为碳纤维要跟树脂复合做成复合材料,才能做出火炬的形状。复合材料一般都不耐火不耐温,而实现这一目标,从技术上难度是非常高的。就在选用什么样的树脂、怎么样做在工艺上,提出很多新的要求。这都是我们研发火炬时,攻克的一个又一个难关。
 
  新京报:在制作火炬的过程中,运用新材料的过程会有哪些创新?
 
  黄翔宇:第一个是它的编织。我们用的是三维编织的方法。三维编织到目前为止,是我们用过的最先进的技术。它能够编织出各种形状,满足设计师的尺寸要求。这是碳纤维成型当中的一个技术突破。
 
  第二是它的模具设计。成型模具的设计要用到组合型模具,以及各种特殊设计的模具,这是为了解决不同曲面成型的要求。
 
  第三,就是选用了一种非常特殊的树脂,可以耐高温。最后,树脂成型的技术也是专门开发的,有固化程序。传统的规划方法解决不了这个问题,要一步一步通过特殊手段,最后让这种树脂做成的火炬头能够耐火耐温。
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-246-10477.html