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关注ℱ“神秘材料”改变世界,央视深度财经探访中复神鹰

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本文摘要:(由ai生成)

碳纤维材料因重量轻、强度高、耐腐蚀,广泛应用于航空航天、新能源汽车等领域。中国经过30多年努力,于2012年突破关键技术,成为第三个掌握该技术的国家。碳纤维生产过程复杂,涉及干喷湿纺、氧化等关键技术。国内外市场看好中国碳纤维发展潜力。

材料改变世界,未来的世界将会变成什么样子?都会和今天的材料发展有着密切的关系!昨日CCTV-2《深度财经》播出“走近前沿新材料”,为大家讲述了中国建材新材料的研发故事!

在这期节目中,记者采访了中国建材董事长宋志平等领导专家,并在中复神鹰录制了高性能碳纤维这种“神秘新材料”,接下来中复神鹰将带您探索碳纤维的神秘世界,您将看到一个国家材料公司,经过十几年的努力完成了怎样的转型与蜕变。

主持人:进入二十一世纪,材料被视为现代科学技术的支柱之一,某种意义上来说,未来世界会变成什么样子,人们将过上什么样的生活,这都与我们材料的发展有密切的关系。飞机、自行车、小提琴、球拍、汽车配件、旅行箱……从航空航天到新能源汽车,从运动器材到乐器,他们共同使用到的同一种材料,那就是碳纤维。那为什么这种材料会应用的如此广泛,它拥有怎样的优越性呢?今天我们就带您见识一下这种前沿的新材料。

小提琴演奏家盛中国曾经演奏的这首《白毛女》,高音清澈明亮,极富穿透力,中音丰满圆润,纯净柔美,低音浑厚深沉,如泣如诉。他手上的这把小提琴,可不是传统的云杉、枫木等名贵材质制作的,而是用新材料碳纤维打造而成。

盛中国所用小提琴的材料就来自这里。这是国内最大的碳纤维企业。这一天,公司迎来一位韩国客商,他想把中国的碳纤维引入韩国。

中复神鹰碳纤维有限责任公司董事长张国良:这是种化纤“整理”的技术。

韩国KG碳素株式会社社长金龙根:这种中国连云港产的碳丝,中国威海蓝科产的碳布,韩国鲁江生产的滑雪杖用在平昌冬奥会,国外选手用它取得了好成绩。现在我们已经知道中国碳丝的知名度在这里,我们要把碳丝的市场扩大到韩国这边。

韩国市场每年需要碳纤维5000吨,金龙根所在的贸易公司占其中的20%。正是看中了中国碳纤维产品在平昌冬奥会上的表现,金龙根希望借这一契机扩大中国碳纤维在韩国的市场份额。

金龙根:现在是高科技时代,连云港的产品质量是可以跟国外知名品牌媲美的。

看好中国碳材料的海外客商越来越多。波特巴克,来自荷兰。他所在的企业是全球最大的复合材料不饱和树脂公司。

力联思树脂集团全球运营总裁伯特·巴克:我想说,在整个全球碳纤维的供应市场上来讲,欧美企业还是占主导地位,但是中国追赶的速度是非常快的,我更看重中国市场这种蓬勃发展的潜力。尤其是目前中国新能源汽车的发展。引领全球形势下,融合碳纤维市场和汽车轻量化解决方案,中国将有更大的市场和发展空间。

碳纤维这种材料,比重不足钢的四分之一,强度却是钢的7到10倍,被称为新材料之王,也被称为黑色黄金。它重量轻、强度高、耐腐蚀,被广泛应用于航空航天、新能源汽车、体育器材等方面。早在上个世纪60年代,碳纤维就开始在西方国家得到应用,1975年,我国开始布局攻关碳纤维,历经30多年,直到2012年才突破了关键技术,成为继美国、日本以后世界上第三个拥有这项技术的国家。

技术人员:你看这个液面和喷丝板之间有一个间隙,这就是干喷湿纺的干喷所在,干喷了就是它喷出来在空气层,空气层我们认为是一个干段,湿纺就是说进入液体里面,这个叫湿纺。

记者:这个有点像小细粉丝一样。

技术人员:对,这个有点像挤面条,这一个小小的空气层,我们花费了3年多的时间才把它攻克。

记者:就是那个喷丝板的那个地方?

技术人员:对,喷丝板它并不厚,但是里面有数十级的分配系统,就是把我们的原液由这个点然后分配到一个面上,保证这个面上的压力和浓度、温度都是一致的,能保证我们喷出来的丝是均匀一致的。

技术人员:你看这里就是每一个它在不断的升降,它是跟随每束丝,它的实时张力波动作出调整,如果张力过紧它就往上来一点,如果张力过松,它就往下压一压,使它处在一个稳定的状态。

技术人员:它的颜色递变是非常漂亮的,从白色逐步变成那个浅黄,一直到最后的褐色

记者:为什么会发生这个变化?

技术人员:我们在氧化炉里,通过热空气把它加热到200到300度的温度,引发它一个化学反应,纤维在炉子里是来回走的,随着时间的推移,氧化程度逐渐加深

记者:最底下这一层走的第一层,所以它是白色的

技术人员:这个白色是纤维刚进来,它还没有开始氧化,走过一层回来就变成浅黄色了。

记者:然后再走一层,再走一层,颜色就越来越深。

技术人员:只有氧化均匀了,它的结构才能稳定,只有结构稳定了,才能在后续碳化的时候结构不被破坏,因为碳化的温度比较高,会到1000度以上,如果内部结构不稳定,到后面很快就烧没了。

经过氧化、高温碳化之后,碳纤维复合材料制作完成。

技术人员:这个比头发丝的十分之一还要细,你可以看一下,拉开之后可以看到非常细小的单丝。

记者:这有的都极难辨别。

技术人员:这都是并在一起的,想把它拉出一根单丝还是比较困难的,即使拉开也是很难看到的,不要小看这么细的纤维,它的强度和模量是非常有优势的。

100多项工序,300多项关键技术,3000多个工艺参数,反应温度从5度到2800度不等,经过十多个系统的集成,强度高、重量轻、耐高温、耐腐蚀的黑色黄金碳纤维制作完成。卷绕成4公斤的纱锭送往世界各地,应用于航空航天、汽车、运动器材等领域。今天,中国能够生产T700、T800、T1000等不同强度的碳纤维材料。10年前,连T300这种级别比较低的产品都需要从国外进口。

张国良:现在产量还远远满足不了国内市场。我们现在产品销售非常紧张、供应不了市场,这种情况肯定不行,我们后面就是要快速扩大规模,满足国家重大需求,把产业做好,让这个产业在国内市场站得住,在国际市场也要站得住,参与国际市场的竞争。

(来源:中国建材集团、碳纤维研习社)

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来源:碳纤维生产技术
复合材料化学航空航天汽车新能源材料
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首次发布时间:2024-08-03
最近编辑:1月前
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关注ℱ我国新一代碳纤维地铁车辆全球发布

本文摘要:(由ai生成)中车四方发布新一代碳纤维地铁车辆"CETROVO",采用碳纤维复合材料大幅减轻车重,实现节能15%以上。车辆具备灵活编组功能,适应恶劣环境,并搭载主动径向系统提升曲线通过性。采用先进减振降噪技术,提升乘坐舒适度。未来地铁列车来了! 当地时间9月18日下午,在德国举行的柏林国际轨道交通技术展(InnoTrans 2018)上,中车四方股份公司正式发布新一代碳纤维地铁车辆“CETROVO”。 当地时间下午14:00时,新一代碳纤维地铁车辆实车发布会举行。中国驻德国大使史明德、中国中车总裁孙永才、德国技术专家胡芬巴赫、中国中车副总裁王军、中车四方股份公司总经理马云双出席发布会,并共同按下启动球,为新车揭幕。 这是新一代碳纤维地铁车辆的全球首次亮相。该车是我国的全新一代地铁,采用大量先进的新材料、新技术研制,在节能环保、舒适、智能等方面相比传统地铁实现全面升级,是我国地铁领域的最新技术成果,代表着未来地铁列车的技术潮流。它的问世,将引领地铁车辆驶入更加绿色智能的“新时代”。中国中车科学家、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁接受采访新一代地铁车辆长什么样?有什么“黑科技”?将带来怎样的乘坐新体验? 1 采用碳纤维技术 整车“瘦身”13%相较传统地铁,新一代地铁车辆最大的特点是更轻、更节能。轻量化,即尽可能地减轻自身重量,是地铁车辆实现节能的一个主要途径。碳纤维复合材料作为一种新材料,被称为“轻量化之王”,其轻质、高强度的优点为列车轻量化提供了绝佳的解决方案。碳纤维车体碳纤维转向架据中国中车科学家、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁介绍,新一代地铁车辆采用先进的碳纤维技术,车体、转向架构架、司机室、设备舱及设备机体等均使用碳纤维复合材料制造,是大规模应用碳纤维复合材料的地铁车辆。特别是成功突破碳纤维大型复杂件结构设计、制造成型等关键技术,实现了碳纤维复合材料在车体、转向架构架、司机室等车辆主承载结构上的全面应用。碳纤维使车辆实现大幅“瘦身”。与采用钢、铝合金等传统金属材料相比,新一代碳纤维地铁车辆的车体、司机室、设备舱分别减重30%以上,转向架构架减重40%,整车减重13%。“虽然在制造成本上要高于传统金属材料,但碳纤维复合材料更加轻量化,节能优势明显,并且具有优异的耐疲劳、耐候、耐腐蚀性能,可有效保证列车在30年服役期内不发生疲劳、腐蚀等失效,减少了维护量,因此能够降低全寿命周期成本。”丁叁叁说,车身变轻后,也减少了对线路的损害。为降低能耗,除了碳纤维轻量化技术,新一代地铁车辆还配备新型高效节能的牵引系统。由传统地铁的异步电机升级到永磁同步电机直驱技术,并采用碳化硅变流装置,大幅提升车辆的牵引效率。据测算,新一代地铁车辆可综合节能15%以上。2 车厢会“变身”适用性更强与传统地铁相比,新一代地铁车辆拥有更强的适用性,在运营组织上更加灵活,并能适应更复杂的运行环境。目前,我国的地铁车辆都是固定编组,车厢的节数是不可变的。新一代地铁车辆首次开发了“灵活编组”功能,列车以2节为最小的编组单元,能够根据运营需求实现“2+N”节灵活编组,在2节至12节范围内任意搭配车厢,并且完成“变身”只需不到5分钟。丁叁叁告诉记者,地铁客流的潮汐变化非常突出,早晚高峰期客流量大,平峰期客流量小,根据客流变化灵活编组,在高峰期采用大编组,平峰期采用小编组,这样能实现以最经济的方式运营,节约能耗,降低运营成本,也利于增大发车密度,提高服务水平。相较传统地铁,新一代地铁车辆适应更恶劣的气候地理环境,能在高温高湿、-40℃高寒、2500米高海拔等复杂环境下运行。同时,针对地铁线路弯道多、半径小,车辆首次在转向架装备主动径向系统,当监测到车辆进入弯道时,能够控制轮对处在曲线径向位置行驶。这样大大改善了列车的曲线通过性能,能更好地适应小曲线,最小转弯半径可达80米,远超传统地铁,车轮磨耗也大幅降低,节约维护成本。车辆在没有外部供电时也能行驶。装载了储能系统——动力蓄电池,可为车辆提供牵引动力行驶15公里。当发生供电故障时可应急运行,也方便在线路和车辆段的“无电区”行驶。3 跑得更稳乘坐更舒适新一代地铁车辆采用先进的减振降噪技术,乘坐更舒适。列车运行时,由于轨道不平顺会引起车厢振动,要通过转向架上的悬挂系统来减振。传统地铁的悬挂系统不可调节,称为被动悬挂。新一代地铁车辆首次采用全主动悬挂技术,在行驶途中,当车厢产生振动时,能够立刻探测到,并对悬挂系统的阻尼进行动态调整,使悬挂系统时刻处在最佳的减振状态,从而使地铁车辆“跑得更稳”。车厢内也更安静。优化了降噪设计,列车运行时,客室噪声仅68分贝,比传统地铁降低了3分贝以上。据丁叁叁介绍,跟高铁列车一样,新一代地铁车辆还进行了气密性设计,首次采用密封车体,乘客在乘坐时,不会因为车内压力波动引起耳膜有压迫感。4 智慧列车车窗上刷视频应用现代智能化技术,新一代地铁车辆还是高度智能的“智慧列车”。置身车厢,将感受到无处不在的“智慧服务”。车厢进入“触控”时代。车窗变身为一个触控显示屏,成为能传达各种图文视频信息的“魔窗”。相当于一个超大版的“Pad”,乘客只需用手指触摸车窗,就能在车窗上看新闻、浏览网页、购票、刷视频、观看电视直播等,便捷地获取各种服务。车厢里的镜子,成为可触控、可上网的“魔镜”。车厢的智能空调,能根据天气和穿衣指数来自动确定合适的温度和湿度,让体感更舒适。照明系统可随时知晓车厢的光线环境,自动调整亮度和色温。还有多媒体曲面屏、自清洁座椅、为听力残疾乘客配备的助听系统……智能化的乘客服务系统,将带来全新的乘车体验。 全自动无人驾驶新一代地铁车辆的最高运行时速可达140公里,比传统地铁更快。采用无人驾驶技术,列车从发车启动到加减速、停站、开关门、回库等运行的全过程均为全自动驾驶。运用维护也更智能。车辆建立了强大的智能化感知系统,设有1100多个监测点,实时感知列车“健康”状态。运行途中出现异常时,可自动预警和远程维护。同时,借助智能感知系统,能在车辆处于“亚健康”状态时就及时介入维护,也能探测线路状况,指导线路维护,使列车的运行更加安全可靠。下一步,新一代碳纤维地铁车辆将进行型式试验,并开展线路试运行。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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