中国突破新型碳纤维复合材料工艺 在这些地方都有重要作用( 二 )


  在早期生产阶段,环氧树脂/碳纤维复合材料(以下简称碳纤维复合材料)产品的生产方法是在模具上先涂布一层环氧树脂胶,再将碳纤维布或薄层放在胶上面,手持辊子或刷子使环氧树脂浸渍碳纤维,并驱除气泡,压实基层。将此铺层操作反复多次,直到达到复合材料制品的设计厚度。该方法主要缺点是属于劳动密集型操作,且制品质量严重依赖工人的责任心和技术熟练程度;某些具有特殊功能的树脂材料有可能危害工人的健康和安全。
  随着科技的进步,人们又研制成功了预浸料成型工艺,直接将碳纤维通过含有熔融树脂的胶槽浸胶,然后烘干收卷,制成一种储存备用的半成品,也是人们常说的碳纤维中间材料。此时的树脂材料并没有最终固化成型,通常在常温温度下呈临界固态,故触摸碳纤维预浸料时有轻微的粘附感。当用预浸料复合材料制成产品时用手工或机械铺于模具表面,再通过真空袋抽真空,然后放入热压罐中加热使树脂重新流动,最终固化成型。由于此种方法可将环氧树脂的化学性能、力学性能和热性能调节到最佳状态,且可适应各种人工,半自动,全自动生产环境,因此当前70%的先进碳纤维复合材料产品都是由预浸料铺迭后固化而成。
  从公开资料分析,中航高科与航空工业复材建立的低成本预浸料碳纤维复合材料生产线应该是一种低温固化预浸料成型工艺。在低于60℃环境时,碳纤维预浸料保质期可长达数个月甚至一年。由于固化温度为100℃左右,仅需采用简单的热空气循环加热室便可容易地制造各种结构件,而无需造价昂贵,使用成本不菲的高温热压罐成型工艺,大幅降低高性能碳纤维复合材料生产成本。随着我国军民融合技术的不断发展,未来我们有可能向美国一样,不断享受到先进军用技术转民用后给生产生活带来的巨大变化和便利。


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