材料百态

碳纤维复合材料具有多方面的优势性能，如强度大、重量轻、耐腐蚀、抗疲劳性能好、X光透过率高等等，其在不同的行业、不同的工作环境中展示出不同的应用价值，但是“减重”永远都是碳纤维复合材料应用的“高光”点，正因为有了这样一个“高光”点，碳纤维才能在复合材料应用领域持久闪耀。

火箭上的“高光”应用

长征五号火箭在火箭助推器、芯一级、芯二级壳体表面长排罩上大量采用碳纤维泡沫夹层结构材料，这种罩体能够在高温高压下正常运作。与金属材料相比，可减重50%左右，与普通复合材料相比，可减重30%左右。对于一级半入轨的长征五号B火箭来说，这种减重效益更加鲜明。芯一级能减重多少，运载能力就可以提升多少，助推器减重与运载能力提高的比例更是高达1.25:1。为此，航天科技集团一院703所把大直径大厚度碳纤维复合材料”3+2”蜂窝夹层结构整体成型技术，用在了长征五号B火箭芯一级尾段的壁板和防热板结构中，替代原有的组合梁结合分瓣玻璃钢底板的结构方案，成功实现减重约400公斤。

地铁列车上的“高光”应用

新一代地铁列车采用先进的碳纤维应用技术，其车体、转向架构架、司机室、设备舱等部位均采用碳纤维复合材料制造。轻质高强的碳纤维复合材料使列车整体减重13%，有效减少了运行能耗，再配合更高效的牵引系统，将列车最高时速提升至140km/h，整车综合节能可达到15%以上。

工业机械上的“高光”应用

印刷、纺织、造纸等传统行业都在积极使用碳纤维辊替代传统金属辊，以高效率、低能耗带动产业的转型升级。无锡智上新材在近几年已为无纺布、柔版印刷、锂电池制造等行业提供近百款不同型号、不同用途的碳纤维辊的定制服务。碳纤维复合材料辊刚性好、噪音低、强度高、耐疲劳。与传统的钢制辊相比，重量至少减轻70％，因为自重的大幅度降低，运转速度至少可以提升30%以上，在提高生产效率的同时，能耗还能减少30％，非常符合绿色高产的现代化工业目标。目前，无锡智上新材在碳纤维辊方面的配套服务已经扩大到二十余个行业，年产量达数百万根。

医疗器械上的“高光”应用

过去的医疗担架主要用于运送伤患，但是大部分的急诊患者就医后都需要接受进一步的医学影像或者放射性检查，因此，患者必须从担架上转移到专业医疗床上才能接受检查。在此过程中，任何一个多余的步骤都有可能增加患者的受伤害程度以及生理上的痛苦。采用碳纤维复合材料制作的医用担架，凭借材料本身良好的X光透过性能，可以使急诊病人躺在担架上就能接受放射性检查。另外，碳纤维材料的轻量化特征也减轻了运送负担，加快了运送速度，例如无锡威盛新材料采用碳纤维复合材料制作的医用便携式担架，荷载200Kg，自重却只有5.5Kg，适用于多种救援场合，能为患者争取宝贵的生命时间。

                文章来源：中国复合材料学会

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