由于碳(C)纖維比玻纖昂貴,采用百分之百的碳纖維制造葉片從成本上來說是不合算的。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。目前國外碳纖維主要是和玻纖混和使用,碳纖維只是用到一些關(guān)鍵(解釋:比喻事物的重要組成部分)的部分。碳纖維在葉片中應(yīng)用的主要部位有:
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(1)橫梁,尤其是橫梁蓋。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品?! ?br> (2)前后邊緣,除了提高剛度和降低(reduce)質(zhì)量外,還起到避免雷擊對葉片造成的損傷。
(3)葉片的表面,采用具有強(qiáng)度(strength)特別高的特性的碳(C)纖維片材。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品?! ‰S著葉片長度的增加,對增強(qiáng)材料(Material)的強(qiáng)度和剛度等性能提出了新的要求,玻璃材質(zhì)纖維在大型復(fù)合材料葉片制造中逐漸顯現(xiàn)出性能方面的不足。為了保證在極端風(fēng)載下葉尖不碰塔架,葉片必須具有足夠的剛度。減輕葉片的重量,又要滿足強(qiáng)度與剛度要求,有效的辦法是采用碳纖維增強(qiáng)。國外專家認(rèn)為,由于現(xiàn)有材料性不能很好滿足大功率(指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少)(High-power)風(fēng)力發(fā)電裝置的需求,玻璃纖維(Glass Fiber)復(fù)合材料性能已經(jīng)趨于極限,因此,在發(fā)展更大功率風(fēng)力發(fā)電裝置和更長轉(zhuǎn)于葉片時,采用懺能更好的
碳纖維復(fù)合材料是勢在必行?! ∫愿咝阅芴祭w維工程(Engineering)化、產(chǎn)業(yè)化為主業(yè),以需求為牽引,以創(chuàng)新為動力,實(shí)現(xiàn)新型特種材料的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化,提升航天材料碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐(sustain)能力,進(jìn)行高性能碳纖維的研制生產(chǎn)(Produce),并著力推動產(chǎn)品(Product)在民用市場(shì chǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用拓展。 碳纖維材料廣泛(extensive)用于模型飛機(jī)的側(cè)板和尾管。碳纖維具有強(qiáng)度高、壽命(lifetime)長、耐腐化侵蝕
、質(zhì)量輕、低密度(單位:g/cm3或kg/m3)等優(yōu)點(diǎn),在航空模型飛機(jī)上應(yīng)用廣泛,具有尺寸穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動)、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、熱膨脹(inflate)系數(shù)小、自潤滑和吸能抗震等一系列優(yōu)異性能。具有高比模、耐疲勞、抗蠕變(creep)、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損(零部件失效的一種基本類型)等特性?! √祭w維作為重要的復(fù)合材料增強(qiáng)材料,擁有密度低、比強(qiáng)度高、耐熱性好、耐氧化(oxidation)性能好、耐腐蝕、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、降噪阻尼等特性,一般應(yīng)用于航空航天、建筑材料、文化體育器材、交通及醫(yī)療等領(lǐng)域,高性能碳纖維更是國內(nèi)航天航空等尖端國防工業(yè)無可替代(用一物質(zhì)代替另一物質(zhì)(多為強(qiáng)者取代弱者的地位))的戰(zhàn)略(strategy)新材料。
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