10月份復合材料先進技術大事件
1.中科宇航完成80L碳纖維復合材料高壓氣瓶振動試驗
近日,中科宇航中型液體運載火箭“力箭二號”使用的80L碳纖維復合材料高壓氣瓶完成了驗收級和鑒定級振動試驗。驗證了氣瓶在35MPa工作狀態時的力學環境適應性及氣瓶密封結構的可靠性,為后續管路振動試驗、氣瓶充放氣試驗等液體火箭驗證奠定了堅實的基礎。中科宇航選用了抗拉強度更高的T800碳纖維代替了T700碳纖維,使得在相同強度下碳纖維氣瓶的纏繞層數更少,重量更輕,相較于傳統方案,單個氣瓶減重約5.6kg,全箭運載能力提升78kg。氣瓶密封結構用雙道臺階密封代替線密封,密封效果滿足要求。為了驗證氣瓶的長期密封性能,還對其進行了3天的35MPa高壓密封試驗,漏率≤0泡/5分鐘。振動試驗后氣瓶完好,各連接部位均無松動變形。此次試驗的成功意味著氣瓶及其密封結構的研制工作基本完成。
2. RWC公司為EOI Space公司交付復合材料密集型太空望遠鏡
Rock West composites (RWC) 宣布,已向其客戶EOI Space公司成功交付了一個復合材料密集型太空望遠鏡結構,用于其目前正在開發的極低地球軌道(LEO)星座。該望遠鏡結構具有三個獨立鏡子的安裝座,以及成像模塊的無應力支撐和航天器總線結構的解耦安裝座。該望遠鏡結構由高模量單向碳纖維增強氰酸酯預浸料、鋁蜂窩芯和金屬嵌件構成,以滿足EOI Space光學有效載荷需求。RWC公司為此結構提供了全新的工程設計,包括靜態、準靜態、模態、聲學、熱等分析,以滿足太空望遠鏡的發射、軌道和操作條件的要求。除此以外,RWC公司利用復合材料一體化成型的優點減少了首次交付的零件數量,并且在未來的迭代中還將針對重量和生產效率進行優化。3.廣泛采用復合材料結構的E20 eVTOL取得特許飛行證
時的科技10月11日宣布,其自主研發的傾轉旋翼電動飛機E20 eVTOL已正式獲得由中國民用航空華東地區管理局頒發的特許飛行證,即將開始飛行試驗。據了解E20飛機機體廣泛應用了復合材料結構,時的科技為了保證其機體結構的可靠性,采取了積木式實驗方式對復合材料結構進行了驗證,獲取了基本的材料數據及許用值,并通過全尺寸試驗驗證了其設計強度。除此以外E20采用國內首創的五葉大尺寸可變距旋翼系統,旋翼葉片采用了高強度復合材料制成,通過靜、動平衡試驗,固有頻率試驗,強度試驗,耐久試驗等試驗驗證了E20旋翼結構滿足設計要求并且具有較高的氣動效率。自此E20 eVTOL原型機已完成所有首飛前準備工作,即將開啟飛行試驗的新階段。 4.贏創推出全球首款用于3D打印醫用纖維增強PEEK長絲
10月11日,贏創公司發布了一款用于3D打印醫療植入物的碳纖增強型聚醚醚酮(PEEK)長絲,成為全球首家推出此類產品的公司。本次推出的新產品分別是碳纖含量12%的VESTAKEEP® iC4612 3DF和碳纖含量20%的VESTAKEEP® iC4620 3DF,這兩款長絲直徑為1.75mm,可以直接在FFF/FDM 3D打印設備上使用,用戶可以根據植入物所需的力學性能選擇使用。碳纖的高強度和PEEK出色的韌性賦予了這兩款產品優異的力學性能。此外碳纖增強型PEEK長絲的碳纖排布可以在3D打印過程中進行控制。這兩款產品具有出色的生物相容性,適用于金屬過敏患者,并且在X射線下不會產生偽影。
5.復合材料代替合金應用于小型商業衛星
近日,美國Patz材料技術公司與美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室合作開發了一種新型的光學單體外殼,具有重量輕,近零熱膨脹等特性,同時適用于商業航天領域的規?;a。
新型光學單體外殼所使用的材料為混合了碳纖維增強碳納米管(CNT)的短切碳纖維預浸料,CNT的加入很好的提高了基體樹脂的力學性能,同時有效提高了碳纖維和樹脂之間的載荷傳遞能力。由該材料制成的外殼除了滿足所有合金外殼的性能要求同時,其重量也減輕80%,具有適應未來商業航天業需求的潛力。
6.時代新材發布新型汽車復合材料控制臂
10月18日時代新材舉行了“碳”索未來雙碳主題活動,發布了新型汽車復合材料控制臂。作為汽車懸架系統中的主要承載件,控制臂可以將車輪上的載荷傳遞給車身,并保證汽車可以穩定的行駛。本次時代新材發布的復合材料控制臂采用連續增強纖維作為骨架主承載結構,通過短纖增強塑料進行剛度補償,采用注塑一步成型的方法,較傳統產品減重46%,極限強度提高50%。通過本次發布會,展現了時代新材在汽車輕量化領域已具備從原材料、連續纖維增強復合板材到混雜結構的全產業鏈能力,研發的輕量化產品在國內外主機廠實現譜系化應用。
7.亨斯邁與福伊特開發用于Ⅳ型儲氫罐的碳纖維預浸絲
為了更好的應對歐洲卡車制造商對于復合材料儲氫罐的嚴格標準,日前,亨斯邁宣布已與福伊特公司共同開發出新一代碳纖維預浸絲,用于生產儲存壓力高達700巴的高性能Ⅳ型儲氫罐?;诖耍嗨惯~為碳纖維預浸絲提供了新型環氧樹脂配方,其常溫儲存時間更久,并且更加適應纏繞成型工藝,其浸漬速度和纏繞速度更快,可以進一步的提高Ⅳ型儲氫罐的生產效率。未來亨斯邁將專注于優化環氧樹脂體系配方的熱機械性能和工藝流程,福伊特則致力于Ⅳ型儲氫罐的設計、認證和自動化生產工藝。
8.科羅拉多大學研發出適用于3D打印的新型連續纖維增強復合材料
最近,科羅拉多大學研究者從兩段式光固化樹脂出發,利用3D打印技術,制備出了高強度、可修復、可重塑和可回收的連續纖維增強復合材料。研究者發現,兩段式光固化樹脂可以顯著提高基體與碳纖維之間的粘結強度,從而提高了3D打印的樣品的力學性能。研究者將被損壞的樣品以及缺陷樣品重新加熱后,樣品的極限強度可以恢復到原始樣品的82%以上,該試驗展現出了兩段式光固化樹脂的可修復和可重塑性能。除此以外,兩段式光固化樹脂可以輕易的被分解為低聚物,從而可以實現碳纖維的回收利用。
9.蘭州化物所自潤滑纖維織物復合材料取得研究進展
自潤滑纖維織物復合材料是自潤滑軸承的重要組成部分,具有高承載、耐磨損、免維護等優點,廣泛應用于航空領域。近年來,蘭州化物所圍繞自潤滑纖維織物復合材料在基礎研究和工程應用方面開展多項研究工作,并于近日發表了相關研究成果。研究者發現,在添加了層狀硅酸鹽基功能材料的纖維增強復合材料,在樹脂基體發生降解和剝落時,層狀硅酸鹽片層會在摩擦剪切作用下發生片層滑移,從而可以誘發摩擦化學反應,改善材料的摩擦學性能。該研究成果擴大了纖維織物自潤滑復合材料在工程方面的應用潛力。
10.中國科學家通過轉基因蠶仿制高強度、高韌性蛛絲纖維
目前的商業合成纖維中,韌性和抗拉強度是互相排斥的。如尼龍和凱夫拉纖維,尼龍具有更高的韌性但凱夫拉纖維則表現出優異的抗拉強度。而蛛絲雖然兼具了兩者的優點,但卻遲遲無法商業化。東華大學的科學家近日發表的研究成果展示了一項通過轉基因蠶生產蛛絲纖維的技術。研究成果顯示,這些由轉基因蠶生產出的蛛絲蛋白纖維其抗拉強度高達1299MPa,而韌性則達到了319MJ/m3,其韌性比凱夫拉纖維高6倍。該成果展現了通過轉基因蠶生產的蛛絲纖維在實現低成本和大規模商業化中的潛力。
近日,中科宇航中型液體運載火箭“力箭二號”使用的80L碳纖維復合材料高壓氣瓶完成了驗收級和鑒定級振動試驗。驗證了氣瓶在35MPa工作狀態時的力學環境適應性及氣瓶密封結構的可靠性,為后續管路振動試驗、氣瓶充放氣試驗等液體火箭驗證奠定了堅實的基礎。中科宇航選用了抗拉強度更高的T800碳纖維代替了T700碳纖維,使得在相同強度下碳纖維氣瓶的纏繞層數更少,重量更輕,相較于傳統方案,單個氣瓶減重約5.6kg,全箭運載能力提升78kg。氣瓶密封結構用雙道臺階密封代替線密封,密封效果滿足要求。為了驗證氣瓶的長期密封性能,還對其進行了3天的35MPa高壓密封試驗,漏率≤0泡/5分鐘。振動試驗后氣瓶完好,各連接部位均無松動變形。此次試驗的成功意味著氣瓶及其密封結構的研制工作基本完成。
2. RWC公司為EOI Space公司交付復合材料密集型太空望遠鏡
Rock West composites (RWC) 宣布,已向其客戶EOI Space公司成功交付了一個復合材料密集型太空望遠鏡結構,用于其目前正在開發的極低地球軌道(LEO)星座。該望遠鏡結構具有三個獨立鏡子的安裝座,以及成像模塊的無應力支撐和航天器總線結構的解耦安裝座。該望遠鏡結構由高模量單向碳纖維增強氰酸酯預浸料、鋁蜂窩芯和金屬嵌件構成,以滿足EOI Space光學有效載荷需求。RWC公司為此結構提供了全新的工程設計,包括靜態、準靜態、模態、聲學、熱等分析,以滿足太空望遠鏡的發射、軌道和操作條件的要求。除此以外,RWC公司利用復合材料一體化成型的優點減少了首次交付的零件數量,并且在未來的迭代中還將針對重量和生產效率進行優化。
時的科技10月11日宣布,其自主研發的傾轉旋翼電動飛機E20 eVTOL已正式獲得由中國民用航空華東地區管理局頒發的特許飛行證,即將開始飛行試驗。據了解E20飛機機體廣泛應用了復合材料結構,時的科技為了保證其機體結構的可靠性,采取了積木式實驗方式對復合材料結構進行了驗證,獲取了基本的材料數據及許用值,并通過全尺寸試驗驗證了其設計強度。除此以外E20采用國內首創的五葉大尺寸可變距旋翼系統,旋翼葉片采用了高強度復合材料制成,通過靜、動平衡試驗,固有頻率試驗,強度試驗,耐久試驗等試驗驗證了E20旋翼結構滿足設計要求并且具有較高的氣動效率。自此E20 eVTOL原型機已完成所有首飛前準備工作,即將開啟飛行試驗的新階段。
10月11日,贏創公司發布了一款用于3D打印醫療植入物的碳纖增強型聚醚醚酮(PEEK)長絲,成為全球首家推出此類產品的公司。本次推出的新產品分別是碳纖含量12%的VESTAKEEP® iC4612 3DF和碳纖含量20%的VESTAKEEP® iC4620 3DF,這兩款長絲直徑為1.75mm,可以直接在FFF/FDM 3D打印設備上使用,用戶可以根據植入物所需的力學性能選擇使用。碳纖的高強度和PEEK出色的韌性賦予了這兩款產品優異的力學性能。此外碳纖增強型PEEK長絲的碳纖排布可以在3D打印過程中進行控制。這兩款產品具有出色的生物相容性,適用于金屬過敏患者,并且在X射線下不會產生偽影。
5.復合材料代替合金應用于小型商業衛星
近日,美國Patz材料技術公司與美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室合作開發了一種新型的光學單體外殼,具有重量輕,近零熱膨脹等特性,同時適用于商業航天領域的規?;a。
新型光學單體外殼所使用的材料為混合了碳纖維增強碳納米管(CNT)的短切碳纖維預浸料,CNT的加入很好的提高了基體樹脂的力學性能,同時有效提高了碳纖維和樹脂之間的載荷傳遞能力。由該材料制成的外殼除了滿足所有合金外殼的性能要求同時,其重量也減輕80%,具有適應未來商業航天業需求的潛力。
6.時代新材發布新型汽車復合材料控制臂
10月18日時代新材舉行了“碳”索未來雙碳主題活動,發布了新型汽車復合材料控制臂。作為汽車懸架系統中的主要承載件,控制臂可以將車輪上的載荷傳遞給車身,并保證汽車可以穩定的行駛。本次時代新材發布的復合材料控制臂采用連續增強纖維作為骨架主承載結構,通過短纖增強塑料進行剛度補償,采用注塑一步成型的方法,較傳統產品減重46%,極限強度提高50%。通過本次發布會,展現了時代新材在汽車輕量化領域已具備從原材料、連續纖維增強復合板材到混雜結構的全產業鏈能力,研發的輕量化產品在國內外主機廠實現譜系化應用。
7.亨斯邁與福伊特開發用于Ⅳ型儲氫罐的碳纖維預浸絲
為了更好的應對歐洲卡車制造商對于復合材料儲氫罐的嚴格標準,日前,亨斯邁宣布已與福伊特公司共同開發出新一代碳纖維預浸絲,用于生產儲存壓力高達700巴的高性能Ⅳ型儲氫罐?;诖耍嗨惯~為碳纖維預浸絲提供了新型環氧樹脂配方,其常溫儲存時間更久,并且更加適應纏繞成型工藝,其浸漬速度和纏繞速度更快,可以進一步的提高Ⅳ型儲氫罐的生產效率。未來亨斯邁將專注于優化環氧樹脂體系配方的熱機械性能和工藝流程,福伊特則致力于Ⅳ型儲氫罐的設計、認證和自動化生產工藝。
8.科羅拉多大學研發出適用于3D打印的新型連續纖維增強復合材料
最近,科羅拉多大學研究者從兩段式光固化樹脂出發,利用3D打印技術,制備出了高強度、可修復、可重塑和可回收的連續纖維增強復合材料。研究者發現,兩段式光固化樹脂可以顯著提高基體與碳纖維之間的粘結強度,從而提高了3D打印的樣品的力學性能。研究者將被損壞的樣品以及缺陷樣品重新加熱后,樣品的極限強度可以恢復到原始樣品的82%以上,該試驗展現出了兩段式光固化樹脂的可修復和可重塑性能。除此以外,兩段式光固化樹脂可以輕易的被分解為低聚物,從而可以實現碳纖維的回收利用。
9.蘭州化物所自潤滑纖維織物復合材料取得研究進展
自潤滑纖維織物復合材料是自潤滑軸承的重要組成部分,具有高承載、耐磨損、免維護等優點,廣泛應用于航空領域。近年來,蘭州化物所圍繞自潤滑纖維織物復合材料在基礎研究和工程應用方面開展多項研究工作,并于近日發表了相關研究成果。研究者發現,在添加了層狀硅酸鹽基功能材料的纖維增強復合材料,在樹脂基體發生降解和剝落時,層狀硅酸鹽片層會在摩擦剪切作用下發生片層滑移,從而可以誘發摩擦化學反應,改善材料的摩擦學性能。該研究成果擴大了纖維織物自潤滑復合材料在工程方面的應用潛力。
10.中國科學家通過轉基因蠶仿制高強度、高韌性蛛絲纖維
目前的商業合成纖維中,韌性和抗拉強度是互相排斥的。如尼龍和凱夫拉纖維,尼龍具有更高的韌性但凱夫拉纖維則表現出優異的抗拉強度。而蛛絲雖然兼具了兩者的優點,但卻遲遲無法商業化。東華大學的科學家近日發表的研究成果展示了一項通過轉基因蠶生產蛛絲纖維的技術。研究成果顯示,這些由轉基因蠶生產出的蛛絲蛋白纖維其抗拉強度高達1299MPa,而韌性則達到了319MJ/m3,其韌性比凱夫拉纖維高6倍。該成果展現了通過轉基因蠶生產的蛛絲纖維在實現低成本和大規模商業化中的潛力。










































