碳纤维增强复合材料的开发正在缓缓起步


“一克重就是一克金” 在航空、航天、交通等高端装备制造领域是特别重要的,高性能的复合材料应该是我们新材料具备的最重要的特性,也正是这一原因,使得碳纤维复合材料能够取缔传统金属材料的重要原因,那在之后的新材料发展还是向着高性能以及轻量化方面布局,创新性的碳纤维复合材料的发展方向就是热塑性碳纤维增强复合材料,现在让我们看看专家他们对于碳纤维复合材料的前景分析。



一.市场的需求变化

在市场的不断发展下,我们对于新材料的产品性能要求也更加严格,那之前的碳纤维复合材料主要应用于航天航空领域,以人工操作为主,如果要向大规模、工程化方向发展,就必须解决批量化生产制造的问题。无锡智上新材的负责人杨正对此却不完全认同,“批量化制造的确是复合材料行业发展的大趋势,但是并不是碳纤维复材应用的主要障碍,最起码不能说是所有品类碳纤维复材的主要发展问题”,他说,“航空、汽车领域等对碳纤维复材所提出的批量化要求主要是基于生产效率和制造成本考虑,而其它更多领域看重的是碳纤维复材能否给它带来它所需要的高性能”。


他说,在推出碳纤维增强peek复合材料产品时就考虑过,如果使用粉末碳纤维或者短切碳纤维增强的方式,无论是成本价格还是制造技术都没有什么压力,但是和连续性碳纤维增强peek相比,无论是粉末碳纤维还是短切碳纤维增强都不能保证最好的产品性能,也就不能满足应用对象对碳纤维复材所期望的需求。虽然市场用量很小,但是要做就要做最好的,只有这种高性能才能真正凸显出碳纤维材料的价值所在。在此情况下,高性能化比规模化更重要。


使用连续性碳纤维增强peek复合材料制作而成的骨外科固定器、瞄准器、支架等产品时,与粉末或短切碳纤维增强peek产品在性能方面差异明显,特别是在高频率使用情况下,后者更容易产生孔位偏移等问题,而前者的性能表现更加稳定。


二.环保是绕不开的话题

当下国内,乃至全球,对于环保非常的注重,从汽车产业大力扶持电动汽车就能很好的看出来, 当“绿色环保”、“低碳经济”和“可持续发展”等社会要求逐渐成为制造行业扩张的“紧箍咒”时,碳纤维复合材料行业也不得不开始重视原材料、生产工艺和产品在全生命周期内对自然环境的影响。碳纤维复合材料所采用的树脂基体不同,普通的热固性碳纤维复合材料的成型是一次性的,相比之下,热塑性碳纤维复合材料因为采用的是热塑性树脂,从而具有先天的优势,只要重新加热到一定的温度就能实现循环利用。


“虽然再生性利用并不是碳纤维复材在目前应用中的关键词,也并不能对我们当下的市场推广产生实质性的影响,但是,可回收、循环使用必然是复合材料行业技术进步和创新未来的一个发展方向”,杨正说,“随着不可再生资源的不断消耗,环境、能源问题日益突出,热塑性碳纤维所具备的循环利用性在复合材料领域中的优势性也将日渐凸显。”


三.技术瓶颈的突破

在不断的验证产品性能和优异性下,相信热塑性碳纤维的批量化制造必将带来一次新的热潮,复合材料制品的开发,需要通过一些技术手段来对产品设计进行仿真优化,验证产品结构是否合理,能否满足性能方面的要求等,以此保障碳纤维复合材料的优势能得到充分体现。”这在之前的热固性碳纤维产品上已经有很多应用,比如,在一款长达3米、直径50cm的大型碳纤维辊的制作初期,就采用了这种有限元分析技术予以评估和设计建议。杨正说:“在设计的最初阶段就要考虑到产品是否是可以进行工业化批量制造,要保证稳定的批产质量,这类技术性方法的应用是必须的。”


整体看下来,国内对于热塑性碳纤维增强复合材料的开发还没有完全步入正轨,正在缓缓起步,但是某些高精尖领域已经开始出现迫切的需求,湖南顶立科技有限公司是一家专业从事新材料及高端特种热工装备研发、生产的民营高科技军工企业,面对市场,更具挑战!也积极的开始PEEK、PI、PPS等高性能热塑性碳纤维方向研发

关键字:碳纤维增强复合材料
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