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企业资讯·三菱化学推出耐受1000℃火焰燃烧超5分钟的热塑性复合材料新品

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9月21日,三菱化学携旗下三菱化学先进材料(日本)株式会社共同宣布,开发出耐火、量产、可回收的热塑性复合材料新产品。

当前,为应对气候变化、实现节能减排的目标,电动汽车已成为各国政府大力倡导的新产业。作为电动汽车的核心组件,电池组必须具备轻质、耐火两个基本属性。

为达成上述目标,汽车厂商惯常采用热固性复合材料来生产电池组件,但这种方法的生产效率较低,且产品不易回收。

通过整合集团内部所掌握的纤维、热塑性树脂以及电池开发技术,三菱化学及旗下先进材料(日本)株式会社成功开发出在实验中能承受1000℃火焰燃烧超过5分钟的热塑性复合材料产品。

公司已开始向部分客户寄送样品,并着手开发包括电池箱在内的应用领域。

来源:中国国际复合材料展览会

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来源:碳纤维生产技术
复合材料燃烧化学汽车材料
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首次发布时间:2024-06-19
最近编辑:4月前
碳纤维生产技术
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武器装备·碳纤维复合材料炮管管身的制造技术

本文摘要:(由ai生成)碳纤维复合材料用于迫击炮身管轻量化,内衬层隔绝高温火药燃气,外层纤维层承担载荷。试验表明,高模量碳纤维增强层可提升承压性能,内衬更薄,轻量化效益高。铺层顺序对承压性能影响小,而适当提高缠绕张力可提高承压性能,但过大张力会降低性能。现代战争具有的突发性、速决性和多维性特点,使得武器装备的灵活机动、快速部署能力成为抢占先机,赢得胜利的关键条件。迫击炮作为一种支援和伴随步兵作战的有效压制武器,在现代战争中仍具有不可替代的地位。而我军现役迫击炮的身管绝大部分仍采用炮钢材料,战斗全重较大,携行不便,身管作为迫击炮的重要组成部分,其重量约占总重的一半,亟需进行轻量化改造。例如,美国贝尼特实验室对碳纤维复合材料身管技术进行了深入探索,相继开发了105mm加农炮身管和120mm坦克滑膛炮身管。英国某型超轻榴弹炮复合身管,以高模量碳纤维作为纵向层,以中模量碳纤维作为环向层,采用高拉张力工艺,将碳纤维束缠绕在钢制内衬上,获得了强度和刚度可同时比拟原身管的轻质复合身管,榴弹炮总重从4.08t降至2.27t,减重达40%。 与传统的金属材料相比,碳纤维复合材料具有比强度和比刚度高、耐腐蚀、破损安全性好、疲劳寿命高及可设计性好等优点,在轻量化方面具有明显的优势,本文将其用作迫击炮轻量化身管的主要材料。但由于碳纤维复合材料的密闭性、耐磨性和抗烧蚀能力较差,所以根据迫击炮身管的受力特点,复合材料身管设计可采用两层结构:内层为内衬层,可选用炮钢或钛合金等金属材料,主要起到隔绝高温火药燃气,提供密封环境,避免弹体直接接触纤维层;外层为纤维层,采用碳纤维复合材料缠绕,外部纤维层承担大部分载荷,保证身管满足强度要求,在内衬和纤维层之间采用隔热橡胶进行隔热。为进一步探索采用不同碳纤维对身管承压性能的影响,分别对采用T300、T700和M46等级碳纤维缠绕的复合圆筒进行水压试验,T300、T700和M46等级碳纤维复合身管的最终爆破载荷为48MPa、63MPa和81MPa。T700试样与T300试样相比,其模量相同,因此内衬屈服载荷近乎相同,这与NOL试样的实验结论一致;而T700试样的强度高于T300试样,因此对于复合圆筒最终爆破压力,T700试样大于T300试样,复合碳纤维强度越高,爆破压力越高的规律;M46试样的强度介于T300和T700试样中间,但拉伸模量约为T700和T300试样的两倍,M46试样的内衬屈服载荷约为31MPa,爆破压力高达81MPa,远高于T300和T700试样。以内衬材料的弹性模量为标准,外部纤维层的弹性模量越高,则纤维层承担的载荷越多,相同载荷下内衬的应力更低,内衬的屈服载荷就越高,越能凸显碳纤维高强的优势。因此用高模量碳纤维做外部增强层,内衬厚度可以做得更薄,轻量化效益更高。 不同的铺层顺序同样会对迫击炮身管最终的承压性能带来一定影响。为了研究铺层顺序对承压性能的定量影响,采用相同尺寸同种内衬材料和T300等级碳纤维,分别采用两种铺层顺序进行迫击炮身管的缠绕,并进行对比水压试验,两种铺层顺序的应变-载荷曲线基本重合,爆破载荷分别为48MPa和47.5MPa。由此可见,铺层顺序对身管静态承压性能的影响较小。为了研究缠绕张力对迫击炮身管最终承压性能的影响,分别采用30N、50N、70N、90N的缠绕张力进行迫击炮身管的缠绕加工,并对不同缠绕张力的迫击炮身管进行了承压试验,其爆破压力依次为48MPa、49MPa、49.5MPa和43MPa。可见缠绕张力在70N之前,随着缠绕张力的增加,复合圆筒的爆破压力逐渐升高,当缠绕张力为90N时,承压性能显著降低。这是由于适当地提高缠绕张力可以使纤维层之间结合更紧密,排出多余的树脂减少气泡等缺陷,相当于提高了纤维层的缠绕质量。缠绕张力为90N时,复合材料圆筒过早破坏,综上可知:适当地提高缠绕张力可以提高纤维层缠绕质量,增强金属内衬预应力,提高复合身管的承压性能;但缠绕张力过大会降低其承压性能。来源:博实碳纤维特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。来源:碳纤维生产技术

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