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碳纖維復(fù)合材料在冬奧會(huì)的應(yīng)用

2022-02-15
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2022年2月4日北京冬奧會(huì)的如期舉辦,我們懷著激動(dòng)的心情為奧運(yùn)健兒們喝彩的同時(shí),一系列擁有碳纖維自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的冰雪裝備也映入眼簾,讓我們細(xì)看這些高端裝備。

01

TG800碳纖維制作的雪車和雪車頭盔。

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為了能讓“冰上F1”高速奔馳,雪車車身所用的材料要求質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,而這樣的材料也正是航空航天領(lǐng)域大量應(yīng)用的,因此,制造雪車瞄準(zhǔn)了碳纖維復(fù)合材料這一最先在航天航空領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展的新型材料,而且采用了高強(qiáng)度等級(jí)國(guó)產(chǎn)TG800宇航級(jí)碳纖維復(fù)合材料。采用碳纖維復(fù)合材料后,雪車能在保證運(yùn)動(dòng)員安全的前提下,最大程度減輕車身重量,降低重心,使雪車滑起來(lái)更平穩(wěn)。據(jù)介紹,碳纖維復(fù)合材料的雙人雪車車身重量只有50公斤左右,材料的高強(qiáng)度和獨(dú)特的吸能特性,還能保護(hù)運(yùn)動(dòng)員在撞車事故中不受到傷害。

02

碳纖維為北京2022冬奧會(huì)火炬“飛揚(yáng)”披上了“外衣”。

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這是全球首次實(shí)現(xiàn)以碳纖維復(fù)合材料制作奧運(yùn)火炬外殼,解決了氫燃料燃燒時(shí)火炬需要耐高溫的技術(shù)難題,使其具有“輕、固、美”等特點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)在高于800攝氏度的氫氣燃燒環(huán)境中正常使用,相比冰冷的金屬火炬外殼,“飛揚(yáng)”更加讓火炬手感到溫暖,助力“綠色奧運(yùn)”。

03

用于開幕式的發(fā)光桿采用了碳纖維復(fù)合材料。

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長(zhǎng)9.5米,首端直徑3.8公分,末端直徑1.8公分,重量3斤7兩。這根看似普通的桿不僅科技感滿滿,其中還充滿了剛?cè)岵?jì)的中國(guó)美學(xué)。

04

碳纖維儲(chǔ)氫氣瓶。

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此次冬奧會(huì),碳纖維氫能產(chǎn)品大放異彩:搭載著儲(chǔ)氫氣瓶的氫燃料電池汽車陸續(xù)批量服務(wù)北京延慶和張家口兩個(gè)賽區(qū),助力2022冬奧會(huì);由宇通集團(tuán)和國(guó)家電投氫能公司合作開發(fā)的首批氫能通勤大巴,使用165L儲(chǔ)氫氣瓶組,設(shè)計(jì)續(xù)航里程可達(dá)630公里。

氫能產(chǎn)品不僅服務(wù)冬奧通勤領(lǐng)域,使用165L儲(chǔ)氫氣瓶組的物流保溫車為賽區(qū)內(nèi)外提供物流運(yùn)輸服務(wù),而氫燃料電池警務(wù)巡邏車、消防巡邏車和郵政車則使用了53L儲(chǔ)氫氣瓶。在氫燃料電池汽車領(lǐng)域,車載儲(chǔ)氫技術(shù)的改進(jìn)將是未來(lái)氫燃料電池車發(fā)展的重點(diǎn)突破環(huán)節(jié),在整個(gè)車載供氫系統(tǒng)中,儲(chǔ)氫瓶是關(guān)鍵部件之一。其中,碳纖維纏繞復(fù)合材料儲(chǔ)氫氣瓶被寄予厚望。


05

國(guó)產(chǎn)3D打印第一代高性能碳纖維復(fù)合材料速滑冰鞋。

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與中國(guó)高端速滑冰鞋相比,碳纖維冰鞋重量減輕3%-4%,冰鞋剝離強(qiáng)度提升7%。

06

碳纖維冰球桿。

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冰球桿基材碳纖維復(fù)合材料采取在制作碳纖維布時(shí)混入流體成型劑的工藝方法,將流體成型劑的流動(dòng)性降低到預(yù)設(shè)閾值之下,并使碳纖維布的質(zhì)量誤差控制在±1g/m2-1.5g/m2;將碳纖維布制作的碳纖維球桿基材放入模具中,模具的充氣壓力控制在18000Kpa至23000Ka,并對(duì)碳纖維球桿基加熱,以使冰球桿成型。流體成型劑用于附著在碳纖維布表面,一方面增加碳纖維布的韌性,另一方面提升球桿整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。通過(guò)提供低流動(dòng)性的流體成型劑,且模具的充氣壓力一定時(shí),可保證碳纖維球桿基材表面仍然有足夠的流體成型劑附著,并參與后續(xù)的成型過(guò)程中,充足的流體成型劑保障了冰球桿的韌性,使得運(yùn)動(dòng)員在揮打冰球桿時(shí)不易出現(xiàn)球桿開裂或折斷的情形,確保冰球桿結(jié)實(shí)耐用。

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碳纖維發(fā)熱電纜助力冬奧村公寓供暖。

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走進(jìn)張家口冬奧村(冬殘奧村),綠色辦奧的理念隨處可見。在運(yùn)動(dòng)員公寓里,陽(yáng)光透過(guò)落地窗照進(jìn)室內(nèi),一片暖意融融。據(jù)介紹,在奧運(yùn)村的房屋建設(shè)中,房間內(nèi)供暖采用電供熱,運(yùn)動(dòng)員公寓房間內(nèi)的地板下鋪設(shè)碳纖維發(fā)熱電纜,冬季采用電供熱,將電能直接轉(zhuǎn)化為熱能,減少熱量損耗。所使用的電能也全部來(lái)自張家口的風(fēng)能發(fā)電,清潔可再生,綠色環(huán)保。

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江蘇澳盛復(fù)合材料科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱澳盛科技)2002年創(chuàng)立,位于蘇州市吳江區(qū)中鱸科技園。澳盛科技成立之初,從事紡織化纖生產(chǎn)和銷售,2006年毅然決定產(chǎn)品轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級(jí),轉(zhuǎn)向當(dāng)時(shí)還比較冷門,技術(shù)難度較大的碳纖維復(fù)合材料行業(yè)。經(jīng)過(guò)十多年的努力,公司從最初的碳纖維織布,發(fā)展到碳纖維編織、預(yù)浸、拉擠、纏繞、模壓及其他異形件加工等,門類齊全,可以滿足客戶的不同要求及定制服務(wù)。目前澳盛科技的碳纖維復(fù)合材料在運(yùn)動(dòng)休閑、建筑和橋梁加固、醫(yī)療器械、3C電子、風(fēng)機(jī)葉片等行業(yè)具有自身獨(dú)特優(yōu)勢(shì),并在汽車、軌道交通、工業(yè)裝備、新能源等領(lǐng)域進(jìn)行前瞻性研究。


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