碳纤维/环氧树脂复合材料主导风电叶片材料

碳纤维/环氧树脂复合材料主导风电叶片材料

2013-07-15 08:57:46 63

     风力发电作为重要的洁净能源, 越来越受到世界各国越来越大的重视。风力发电装置的关键—转子叶片的材料工艺在风力发电尤其是大功率风力发电中处于十分重要的位置, 各国对其研究开发力度不断加大, 目前已形成碳纤维增强环氧树脂复合材料为主的材料工艺发展方向。
     风力发电装置最关键、最核心的部分是转子阶叶片, 叶片的设计及其采用的材料决定着风力发电装置的性能和功率, 也决定着其电力成本及价格。复合材料在风力发电上的应用, 实际上主要是在风力发电转子叶片上的应用。目前风力发电进一步向大功率、长叶片方向发展。随功率的增大、叶片长度的增加, 要求提高使用材料的性能, 以减轻叶片的质量。碳纤维增强环氧树脂性能最好, 玻璃纤维增强环氧树脂次之, 30 多米以上的玻璃钢叶片是由环氧树脂和碳纤维粘合制作,德国公司最大的风叶已达到82 米。我国目前风能作为清洁能源受到重视, 沿海和西北地区的风车田开发, 将需求高性能风机叶片。四川东方汽轮机厂已于2004 年全套引进德国REPOWER 公司风力发电机项目, 这标志我国风田开发正式启动运行。该项目的风叶直径达35 米, 有丹麦在天津的独资企业制造配套。在此基础上, 东汽申报的“2.5MW 以上双馈式变速恒频风电机组的研制”07 年被列入“十一五”国家科技支撑计划“大功率风电机组研制与示范”重大项目。
     碳纤维/环氧树脂复合材料用于航空航天结构材料碳纤维/环氧树脂复合材料具有比强度、比模量高, 密度小, 结构尺寸稳定, 耐热、耐低温以及材料性能可设计性等优点, 而且碳复合材料既可以作为结构材料承载重荷又可以作为功能材料发挥作用, 已经成为空间制品的首选材料。早在70 年代, 美国和前苏联等发达国家就已成功地将碳复合材料用于航空航天领域的结构产品上, 而我国的有关研究却相对落后。近年来, 国内有许多学者对碳纤维/ 环氧树脂复合材料也进行了许多研究, 并取得了可观的成果, 但往往只限于预浸工艺, 对低成本、高效率的湿法缠绕工艺并不适用。
    哈尔滨玻璃钢研究所承担的国家“九五”攻关项目“碳纤维复合材料固体火箭发动机壳体研究”, 采用碳纤维湿法缠绕成型工艺, 对固体火箭发动机复合材料壳体用韧性环氧树脂基体及其碳复合材料的性能进行了实际工程研究。实验采用混合环氧树脂、增韧稀释剂RD- 2和C 以及芳香胺固化剂DDM, 通过合适的配制工艺, 制得了适用于湿法缠绕的两组配方, 表现出较好的冲击韧性( 分别为4.9J·cm- 2和5.0J·cm- 2) 和较高的断裂延伸率( 分别为5.1 和5.3), 对所制单向板、NOL 环以及压力容器性能的研究表明, 基体与碳纤维粘接良好, 纤维强度转化率高达89.4 , 所制压力容器特性参数( PV/ W) 高达40.1km。
    碳纤维复合材料在火箭和导弹上使用可大大减轻火箭和导弹的惰性重量, 既减轻发射重量又可节省发射费用或携带更重的弹头或增加有效射程和落点精度。它耐腐蚀、耐高温、耐辐射, 而且密度小、刚性好、强度高、尺寸稳定, 卫星整流罩、宇宙飞船的防热材料、太阳能电池阵基板和无线电天线都采用了环氧基及环氧酚醛基纤维增强材料来制造。
     此外, 碳纤维增强热固性树脂基复合材料由于具有良好的吸波能力和承载能力, 作为新型隐身材料对于飞机和导弹屏蔽或衰减雷达波或红外特征, 提高自身生存和突防能力, 具有至关重要的作用。

电话咨询
产品中心
新闻中心
QQ客服