碳纖維對(duì)高鐵上的意義主要表現(xiàn)在輕量化和安全性兩個(gè)方面:
輕量化
我們的軌道交通工具正經(jīng)歷著從“鋼鐵時(shí)代”、“鋁材時(shí)代”到“碳材時(shí)代”的跨越。由于碳纖維重量輕,密度僅1.78克/立方厘米,和塑料差不多,但它的強(qiáng)度比鋼材要高7倍以上,大量使用碳纖維零部件,可以減少傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)在高鐵車身中所占的比重,因此碳纖維在高鐵上所占的比重將會(huì)越來(lái)越大,終實(shí)現(xiàn)高鐵的超輕量化。而高鐵整體的超輕量化,有利于減少行駛時(shí)所受到的阻力,直接降低能耗,減少二氧化碳的排放,終實(shí)現(xiàn)速度的提升。
安全性
高鐵的運(yùn)行速度目前已達(dá)到300km/h,在這種運(yùn)行速度下,對(duì)車體各個(gè)部位的耐久性的要求也就更高。碳纖維復(fù)合材料所具備的輕量化、減沖擊、提載重、高耐候、高可靠、高可用、高壽命、少維護(hù)等優(yōu)勢(shì)由此得到了重視。采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì),中間是泡沫夾芯,上下連接部位仍使用碳纖維復(fù)合材料制成的車頭罩抗沖擊性能和力學(xué)性能突出,能耐住1kg鋁彈的660km/h高速撞擊和350kN的靜載荷;用碳纖維制成的剎車片,可接受更多的制動(dòng)摩擦熱沖擊,制動(dòng)噪音低,耐磨性好,磨損率低于鋼纖維剎車片,耐腐蝕性強(qiáng),延長(zhǎng)了剎車片的壽命;使用碳纖維制成的方向盤,機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊性相比普通材料分別提高35%和20%以上;對(duì)于包括車廂裝飾板、廁所、盟洗室、座椅、水箱、車前頭蓋板、雙層客車兩端車頂板等部位都疊合了一層阻燃性的碳纖維增強(qiáng)材料。除了阻燃性能之外,還能增強(qiáng)廁所、盟洗室、座椅及水箱的衛(wèi)生性能和耐腐蝕性。
當(dāng)前,的高鐵建設(shè)正處于繁榮時(shí)期,通過(guò)多年的努力和積淀,已全面掌握高速鐵路的核心技術(shù),行業(yè)總體水平已躋身于先進(jìn)行列。目前高鐵不只僅限于國(guó)內(nèi),而是已經(jīng)走出去,讓見(jiàn)識(shí)到了速度。在此趨勢(shì)下,碳纖維復(fù)合材料的運(yùn)用不僅推動(dòng)著高速列車行駛的輕量化,讓高鐵更加安全,也將帶動(dòng)高鐵制造業(yè)實(shí)現(xiàn)全新的變革,進(jìn)一步提升“速度”。

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