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碳纤维材料的特点有哪些

发布时间:

2021/09/15 00:00

对国内大部分厂家而言,碳纤维是昂贵的材料。在叶片中注入碳纤维成本高,工艺难度较大。同时,就目前而言,生产碳纤维叶片尚存在一定难度。上海艾郎风电科技发展集团有限公司技术中心技术总监助理说。

当然,当叶片超过一定尺寸后,碳纤维的优势将更加显现,特别是对于追求更大叶片的海上风电领域,碳纤维比玻璃纤维在材料用量、劳动力、运输和安装成本方面都有显著降低。

碳纤维成本:叶片材料、结构设计与生产工艺相互配合,使得碳纤维实现低成本应用,同时受益碳纤维国产化推进,碳纤维价格和风电应用成本有望降低。2015年以前用于风电领域的碳纤维主要采用预浸料或织物的真空导入工艺,部分采用小丝束碳纤维,成本较高,近年来主要采用大丝束碳纤维拉挤梁片,成本有效降低,根源在于VESTAS在大梁结构的革命性创新设计才使拉挤梁片的工艺成为可能。这种设计理念把整体化成型的主梁主体受力部分拆分为低成本高质量的拉挤梁片标准件,然后把这些标准件一次组装整体成型,其优点为:

应考虑如何扩大国产碳纤维材料在风电叶片上的应用。秘书长说,近年来,碳纤维在业态上应用处于蓬勃发展的爆发式增长趋势,但碳纤维材料应用以国外产品为主,国产碳纤维材料应用亟待扩张和破局。碳纤维制造企业需要尽快发展具有成本竞争力的碳纤维生产技术。同时,叶片厂商、整机厂商要与国产碳纤维制造企业合作,用国产碳纤维复合材料产品替代国外产品,这对行业持续发展非常关键。

在上海的一家风电设备制造企业,风电叶片的生产就要用到大量的碳纤维,这种材料可以使叶片重量减轻15%-20%,并提升发电能力,尤其是在制造100米及更长的叶片时,碳纤维就成为了重要材料。

碳纤维是一种优良的航空航天材料,军用材料也得到了广泛的应用,五年后和成功实现了碳纤维的产业化,它已成为丙烯腈基碳纤维技术的。

沥青基碳纤维的原料可以分为中间相沥青纤维(高性能)和各向同性沥青(通用级)。通用级碳纤维因为强度和模量较低,其商品一般以短纤或者碳毡形式存在;中间相沥青基碳纤维长纤,与PAN基碳纤维一样,具有很好的可加工性。沥青基碳纤维的特点是易于获得高的导热系数,接近1000W/(mK),远高于PAN基碳纤维和金属材料。另外,沥青基碳纤维的热膨胀系数为负,可制成复合材料使总体膨胀系数接近0。这些特性使得沥青基碳纤维在碳/碳复合材料、5G芯片散热、导热阻燃复合材料等领域大有可为。

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