埃克賽復(fù)材(Exel Composites)近日宣布,其為歐洲核子研究組織CERN旗下大型強子對撞機(LHC)生產(chǎn)的復(fù)合材料拉擠型材產(chǎn)品已完成9年服役期,目前狀態(tài)良好。
歐洲核子研究組織(CERN)擁有的大型強子對撞機(LHC)是全球最大、能量最高的粒子加速器,位于瑞士日內(nèi)瓦,靠近法國邊境線,深埋于50-150m的地下,由長達27公里、且由超導(dǎo)磁體包裹的環(huán)狀加速通道以及若干粒子加速裝置組成。在加速環(huán)內(nèi)設(shè)置了四個實驗碰撞點,在碰撞發(fā)生之前,兩個質(zhì)子束以接近光的速度在環(huán)內(nèi)沿相反方向運動。其中一個實驗碰撞點安裝了緊湊渺子線圈(Compact Muon Solenoid, CMS),利用硅追蹤器記錄粒子的運動軌跡。該追蹤器由分布在12個同心層(concentric layer)的約7500萬個電子傳感裝置組成。因為追蹤粒子的運動軌跡對精度的要求很高,所以追蹤器自身的重量要盡可能輕,才能將對粒子的影響降到最低。
為保證追蹤器穩(wěn)定的工作狀態(tài),首先要保證其具備穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)。CMS的支撐結(jié)構(gòu)由688塊子結(jié)構(gòu)組成,這些子結(jié)構(gòu)分別由2塊??速悘?fù)材生產(chǎn)的U形型材(碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,1.2m長,0.7mm厚)以及若干L形型材組成。除了具備基本的質(zhì)量輕、對粒子不產(chǎn)生干擾等特性之外,還必須保證在CMS極低溫工作條件下不發(fā)生形變、各項物理性能不受影響。為滿足對剛度和熱穩(wěn)定性如此苛刻的要求,埃克賽復(fù)材利用高模量單向碳纖維設(shè)計并生產(chǎn)了上述型材產(chǎn)品。為便于加工,還在其表面包裹了一層薄薄的玻璃纖維。所有上述部件和緊固件在完成生產(chǎn)之后被送往赫爾辛基物理研究所進行組裝,最終結(jié)構(gòu)成品的尺寸誤差不大于± 0.05 mm。
??速悘?fù)材所擁有的出色的高性能超薄拉擠型材生產(chǎn)技術(shù),以及豐富的高模量碳纖維產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗是該項目成功的重要因素。在這之前,埃克賽復(fù)材與歐洲核子研究組織已有過成功的合作案例。埃克賽復(fù)材曾經(jīng)為后者大型強子對撞機的超導(dǎo)匯流排(Superconductive Busbar)生產(chǎn)了約200km長的電絕緣玻纖型材產(chǎn)品。
本次用于支撐CMS的型材結(jié)構(gòu)于2001年-2005年間分批交付給CERN,并于2008年正式投入使用。2012年,CMS探測器成功捕捉到了希格斯玻色子(上帝粒子,Higgs Boson),印證了英國物理學(xué)家彼得·希格斯在1964年提出的預(yù)言。
“??速悘?fù)材在項目合作過程中展現(xiàn)出的高超技術(shù)水平讓我們非常滿意,”CMS追蹤器項目工程師Antti Onnela表示說,“我們對這些復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的要求十分苛刻,但他們提供的超薄U形型材不僅技術(shù)指標突出,而且因為工藝的優(yōu)化減少了原材料碳纖維的浪費,從而變得更加經(jīng)濟適用。時至今日,盡管已經(jīng)服役了9年時間,但他們的表現(xiàn)仍然如同剛剛啟用一樣。”
“??速惖男筒漠a(chǎn)品能夠參與如此高精尖的項目,并成功滿足其對精度和性能的要求,我們感到十分驕傲,”??速悘?fù)材市場/銷售副總裁Kari Loukolla表示說,“該項目的成功再次證明了公司在復(fù)合材料型材領(lǐng)域的實力。即便在最苛刻的工作環(huán)境下,也能為客戶提供最值得信賴的品質(zhì)保障。”
關(guān)于埃克賽復(fù)材
成立于1960年,是全球同行業(yè)中規(guī)模最大,實力最強的高科技復(fù)合材料產(chǎn)品制造商之一。公司總部位于芬蘭,在北歐赫爾辛基交易所上市,生產(chǎn)基地分布于世界各地,包括芬蘭、英國、德國、奧地利、比利時、澳大利亞和中國南京等。主要運用拉擠、纏繞、拉纏等連續(xù)成型工藝,為顧客提供工業(yè)應(yīng)用設(shè)計、制造和營銷先進的復(fù)合材料解決方案。