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中國(guó)復(fù)合材料原材料工業(yè)取得長(zhǎng)足進(jìn)步躋身世界先進(jìn)水平
2009-7-9 來(lái)源:中國(guó)復(fù)合材料在線
關(guān)鍵詞:原材料工業(yè) 世界先進(jìn)
    波音新一代客機(jī)787大量采用新型復(fù)合材料碳纖維,機(jī)身重量減輕、耗油量減少,整體機(jī)身的強(qiáng)度卻得到加強(qiáng)。全球首架波音787飛機(jī)方向舵是在中國(guó)一航成飛公司廠房?jī)?nèi)完成生產(chǎn)的,該方向舵是近年來(lái)中國(guó)承接的最大的民用飛機(jī)復(fù)合材料部件之一,長(zhǎng)約10.7米,寬3米。
    日前,在北京舉行的某次安防展上,一件神奇的避火服吸引了眾多觀眾。在火場(chǎng)溫度達(dá)到800℃的環(huán)境下,消防員穿著避火服進(jìn)入30分鐘后,其外表面溫度升高不超過(guò)15℃。該服裝可防1100℃的輻射高溫,能保護(hù)消防員在短時(shí)間內(nèi)穿越火焰區(qū)、進(jìn)入火焰區(qū)進(jìn)行滅火戰(zhàn)斗和搶險(xiǎn)救援作業(yè)。
    據(jù)介紹,這件消防服表面主要采用了絕熱玻璃纖維、鋁化玻璃纖維和無(wú)鋁化玻璃纖維。這種復(fù)合材料制成的服裝以前一直依賴進(jìn)口,而近年來(lái),中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,一步步縮小了與世界先進(jìn)水平的差距。
    在吸收中創(chuàng)新
    何為復(fù)合材料?“它是以一種材料為基體,另一種材料為增強(qiáng)體組合而成的材料。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等!敝袊(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)人士說(shuō)。
    業(yè)內(nèi)專家介紹,復(fù)合材料中以纖維增強(qiáng)材料應(yīng)用最廣、用量最大。其特點(diǎn)是比重小、比強(qiáng)度和比模量大。
    碳化硅纖維與陶瓷復(fù)合,使用溫度可達(dá)1500℃,比超合金渦輪葉片的使用溫度(1100℃)高得多。“對(duì)復(fù)合材料來(lái)說(shuō),1100度根本不算什么,碳纖維增強(qiáng)碳、石墨纖維增強(qiáng)碳或石墨纖維增強(qiáng)石墨,構(gòu)成耐燒蝕材料,已用于航天器、火箭導(dǎo)彈和原子能反應(yīng)堆中!币晃粯I(yè)內(nèi)人士說(shuō)。
    由于復(fù)合材料熱穩(wěn)定性好,比強(qiáng)度、比剛度高,可用于制造飛機(jī)機(jī)翼和前機(jī)身、衛(wèi)星天線及其支撐結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能電池翼和外殼、大型運(yùn)載火箭的殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等。從全球范圍看,汽車工業(yè)還是復(fù)合材料最大的用戶。另外,復(fù)合材料在化工、紡織、醫(yī)學(xué)和機(jī)械制造等眾多領(lǐng)域,也得到廣泛應(yīng)用。
    作為新興的能源產(chǎn)業(yè),風(fēng)能產(chǎn)業(yè)也越來(lái)越多地采用復(fù)合材料,應(yīng)用在轉(zhuǎn)子葉片、機(jī)艙罩和整流罩的制造。中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)科技發(fā)展與咨詢委員會(huì)委員、中國(guó)不飽和聚酯樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)趙鴻漢介紹說(shuō),采用復(fù)合材料葉片主要有以下優(yōu)點(diǎn):輕質(zhì)高強(qiáng)、剛度好;復(fù)合材料缺口敏感性低,內(nèi)阻尼大,抗震性能好,疲勞強(qiáng)度高!帮L(fēng)力機(jī)安裝在戶外,近年來(lái)又大力發(fā)展海上風(fēng)電場(chǎng),要受到酸、堿、水汽等各種氣候環(huán)境的影響,復(fù)合材料葉片可滿足使用要求;復(fù)合材料葉片除了每隔若干年在葉片表面進(jìn)行涂漆等工作外,一般不需要大的維修。”
    巨大的市場(chǎng)需求,讓中國(guó)復(fù)合材料獲得了空前發(fā)展。中國(guó)玻璃鋼工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)表明,目前全球復(fù)合材料產(chǎn)量約為820萬(wàn)噸,其中中國(guó)占16%。2007年中國(guó)內(nèi)地復(fù)合材料玻璃纖維產(chǎn)量160萬(wàn)噸,其中115.5萬(wàn)噸用于玻璃鋼(FRP)工業(yè);不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)產(chǎn)量135萬(wàn)噸,其中68.8萬(wàn)噸用于玻璃鋼領(lǐng)域、占51%;乙烯基樹(shù)脂產(chǎn)量12640噸,膠衣樹(shù)脂產(chǎn)量15870噸。
    據(jù)了解,國(guó)內(nèi)部分企業(yè)在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)進(jìn)行了自主創(chuàng)新:在玄武巖連續(xù)纖維及其制品生產(chǎn)技術(shù)上,我國(guó)可連續(xù)生產(chǎn)5.7微米的連續(xù)玄武巖纖維,已居世界前列。浙江石金玄武巖纖維有限公司在浙江橫店建成了年產(chǎn)能2000噸的高端玄武巖纖維生產(chǎn)廠(迄今全世界玄武巖連續(xù)纖維產(chǎn)量不足4000噸),該生產(chǎn)線采用有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全電熔爐生產(chǎn)技術(shù),已經(jīng)于2008年12月被國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)列入新增的產(chǎn)業(yè)化投資計(jì)劃。此外,該公司還為加拿大提供了汽車制造用SMC無(wú)捻粗紗。
    我國(guó)巨石集團(tuán)有限公司已綜合多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,建立了世界上迄今最大的年產(chǎn)能10萬(wàn)噸的玻纖池窯,采用了純氧助燃技術(shù),通道純氧助燃為國(guó)際首創(chuàng)。巨石集團(tuán)有限公司在其生產(chǎn)線上采用電腦控制,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全線物流自動(dòng)化,整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
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(雯雯)