美國南阿拉巴馬大學與多家企業合作開發新型碳纖維復合材料

MHP公司Sebastian Kirmse博士(左)曾在南阿拉巴馬大學參與新型復合材料研究,
Tobias Hoffmeister(右)為MHP公司總材兼CEO
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  美國南阿拉巴馬大學的Kuang-Ting Hsiao教授團隊近期研發出ZT-CFRP,這是一種富含納米顆粒的新型碳纖維增強復合材料,研究工作起初由NASA資助?,F在,美國科學基金會(NSF)繼續資助該項目,推動該校建立廣泛的研究合作,以充分利用和釋放先進復合材料潛力,確保ZT-CFRP可以迅速推向更廣闊的市場。
  除南阿拉巴馬大學之外,共有5家來自各行各業的企業參與了合作,其中包括MHP公司、保時捷賽車運動公司,UST Mamiya美國公司,赫氏公司和東麗復合材料美國公司。根據相關報道,MHP將與該大學展開緊密合作為ZT-CFRP的卷對卷制程生產工藝設計提供支持。MHP公司將在這次合作中發揮關鍵作用,使得低成本的大批量材料生產制造成為可能。根據進度要求,該項目目標在2024年前將ZT-CFRP推向市場。
  MHP公司看好新型復合材料技術前景,并相信其有巨大發展潛力。這種新型復合材料富含特定定向的納米粒子,并經碳纖維增強,具有多種優異特性。碳納米纖維以鋸齒形線條(Z字形)形式穿插在普通碳纖維之間,形成一種全新的織物,其中機械、電和熱負荷分布在復合材料內部的所有方向上,顯著提高了材料的電導率(尤其是與普通纖維的正交方向)。南阿拉巴馬大學表示,上述的結構和功能特性意味著ZT-CFRP不僅比傳統鋁制結構輕,還比鋼的韌性更好,與傳統的碳纖維增強復合材料(CFRP)相比,更不容易受到機械力破壞(例如沖擊破壞)的影響。
  ZT-CFRP既可以預浸料形式使用,也可以樹脂薄膜的形式使用,可用于優化傳統預浸料,也可將兩種材料粘合在一起,從而改善材料機械、熱和電的連通性和耐用性。
  ZT-CFRP具有廣泛應用潛力,不僅在汽車工業、航空航天前景優異,還可在高爾夫等體育運動領域具有低成本應用潛能。對于汽車,工業界一直致力于為乘客提供高水平安全性,同時努力減輕重量,減少能耗。ZT-CFRP可以取代傳統車輛用的鋁合金底盤,成為選材料,對于傳統碳纖維增強復合材料來說,這種應用方式過去被認為是不可能的,尤其是對于承受更高熱負荷的零部件而言。新型復合材料也可以類似的方式應用于航天器。此外,高爾夫球桿有望在這種材料的作用下變得更輕,更強大。由于其多功能特性,這種材料可能還需要探索更廣泛的應用范圍。