碳纖維復(fù)合材料具有多方面的優(yōu)勢性能,如強(qiáng)度大、重量輕、耐腐蝕、抗疲勞性能好、X光透過率高等等,其在不同的行業(yè)、不同的工作環(huán)境中展示出不同的應(yīng)用價(jià)值,但是“減重”永遠(yuǎn)都是碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用的“高光”點(diǎn),正因?yàn)橛辛诉@樣一個(gè)“高光”點(diǎn),碳纖維才能在復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域持久閃耀。
火箭上的“高光”應(yīng)用
長征五號火箭在火箭助推器、芯一級、芯二級殼體表面長排罩上大量采用碳纖維泡沫夾層結(jié)構(gòu)材料,這種罩體能夠在高溫高壓下正常運(yùn)作。與金屬材料相比,可減重50%左右,與普通復(fù)合材料相比,可減重30%左右。對于一級半入軌的長征五號B火箭來說,這種減重效益更加鮮明。芯一級能減重多少,運(yùn)載能力就可以提升多少,助推器減重與運(yùn)載能力提高的比例更是高達(dá)1.25:1。為此,航天科技集團(tuán)一院703所把大直徑大厚度碳纖維復(fù)合材料”3+2”蜂窩夾層結(jié)構(gòu)整體成型技術(shù),用在了長征五號B火箭芯一級尾段的壁板和防熱板結(jié)構(gòu)中,替代原有的組合梁結(jié)合分瓣玻璃鋼底板的結(jié)構(gòu)方案,成功實(shí)現(xiàn)減重約400公斤。
地鐵列車上的“高光”應(yīng)用
由中車四方股份公司設(shè)計(jì)制造的新一代地鐵列車,采用先進(jìn)的碳纖維應(yīng)用技術(shù),其車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、司機(jī)室、設(shè)備艙等部位均采用碳纖維復(fù)合材料制造。輕質(zhì)高強(qiáng)的碳纖維復(fù)合材料使列車整體減重13%,有效減少了運(yùn)行能耗,再配合更高效的牽引系統(tǒng),將列車最高時(shí)速提升至140km/h,整車綜合節(jié)能可達(dá)到15%以上。
工業(yè)機(jī)械上的“高光”應(yīng)用
印刷、紡織、造紙等傳統(tǒng)行業(yè)都在積極使用碳纖維輥替代傳統(tǒng)金屬輥,以高效率、低能耗帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。無錫智上新材在近幾年已為無紡布、柔版印刷、鋰電池制造等行業(yè)提供近百款不同型號、不同用途的碳纖維輥的定制服務(wù)。碳纖維復(fù)合材料輥剛性好、噪音低、強(qiáng)度高、耐疲勞。與傳統(tǒng)的鋼制輥相比,重量至少減輕70%,因?yàn)樽灾氐拇蠓冉档?,運(yùn)轉(zhuǎn)速度至少可以提升30%以上,在提高生產(chǎn)效率的同時(shí),能耗還能減少30%,非常符合綠色高產(chǎn)的現(xiàn)代化工業(yè)目標(biāo)。目前,無錫智上新材在碳纖維輥方面的配套服務(wù)已經(jīng)擴(kuò)大到二十余個(gè)行業(yè),年產(chǎn)量達(dá)數(shù)百萬根。
醫(yī)療器械上的“高光”應(yīng)用
過去的醫(yī)療擔(dān)架主要用于運(yùn)送傷患,但是大部分的急診患者就醫(yī)后都需要接受進(jìn)一步的醫(yī)學(xué)影像或者放射性檢查,因此,患者必須從擔(dān)架上轉(zhuǎn)移到專業(yè)醫(yī)療床上才能接受檢查。在此過程中,任何一個(gè)多余的步驟都有可能增加患者的受傷害程度以及生理上的痛苦。采用碳纖維復(fù)合材料制作的醫(yī)用擔(dān)架,憑借材料本身良好的X光透過性能,可以使急診病人躺在擔(dān)架上就能接受放射性檢查。另外,碳纖維材料的輕量化特征也減輕了運(yùn)送負(fù)擔(dān),加快了運(yùn)送速度,例如無錫威盛新材料采用碳纖維復(fù)合材料制作的醫(yī)用便攜式擔(dān)架,荷載200Kg,自重卻只有5.5Kg,適用于多種救援場合,能為患者爭取寶貴的生命時(shí)間。