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碳纖維復(fù)合材料的技術(shù)壁壘難道真的難以逾越嗎

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發(fā)布時(shí)間：2019-07-08

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碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用壁壘重重

，作為先進(jìn)復(fù)合材料中的一種

，它無法像傳統(tǒng)金屬材料那樣被單一

、整體性地利用（這也是其優(yōu)勢所在）

，它必須根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求不斷調(diào)整復(fù)合材料的組成與比例，在制品的制造和成型過程中

，細(xì)節(jié)化的技術(shù)參數(shù)也對成品的各項(xiàng)性能產(chǎn)生重要影響

。在碳纖維復(fù)合材料的各項(xiàng)性能中，耐高溫性可謂是世界性的難題

。

早在2018年

，美國方面就宣稱，俄羅斯根本制造不出用于先鋒導(dǎo)彈彈頭的超級碳纖維復(fù)合材料

，因?yàn)橹圃煜蠕h導(dǎo)彈使用的超級碳纖維復(fù)合材料是一件難度極高的工作

。

先鋒導(dǎo)彈的彈頭是一個(gè)需要具備精準(zhǔn)氣動外形的部件，整個(gè)彈頭渾然一體

，需要整個(gè)用復(fù)合材料進(jìn)行包裹

。如果結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，輕則影響精確的氣動外形

，重則導(dǎo)致導(dǎo)彈在高速狀態(tài)下解體

。但強(qiáng)度太強(qiáng)，又會增加加工難度

。這就對碳纖維復(fù)合材料的加工技術(shù)提出很高要求

。

除此之外，這種碳纖維復(fù)合材料必須能耐熱

、能散熱

。先鋒彈頭不僅僅只是一個(gè)具備乘波體外形的滑翔彈頭，而且內(nèi)部裝載各種導(dǎo)航設(shè)備和燃?xì)舛嬖O(shè)備

。由于高速度飛行

，導(dǎo)彈表面的溫度能達(dá)到600-2000度，彈頭的外殼材料不僅要承受這一溫度

，還需要具備極強(qiáng)散熱能力

，否則高溫會導(dǎo)致內(nèi)部所有導(dǎo)航、機(jī)動系統(tǒng)的過熱損壞

，導(dǎo)彈就不可控了

。

2019年，美國方面再次表示

，由于碳纖維這只“攔路虎”

，俄羅斯軍工只能生產(chǎn)不超過60枚高超音速導(dǎo)彈，最終數(shù)量不會超過66枚。

俄羅斯方面則表示

，“先鋒”高超音速導(dǎo)彈作為俄羅斯一個(gè)優(yōu)先發(fā)展事項(xiàng)

，直至2020年，其將繼續(xù)保持核戰(zhàn)備裝填

。其稱

，到2019年年底，俄羅斯“先鋒”高超音速導(dǎo)彈將承擔(dān)核戰(zhàn)略值班任務(wù)

。

碳纖維復(fù)合材料的技術(shù)壁壘難道真的難以逾越嗎<div id=

？俄羅斯軍工在碳纖維材料應(yīng)用方面的成功突破在更深層次上說明了，碳纖維技術(shù)壁壘重重

，但并非無法逾越" />

2019年7月3日

，俄羅斯突然發(fā)射了一枚新型反導(dǎo)彈。據(jù)稱這枚新式反導(dǎo)彈采用了俄羅斯自己制造的碳纖維復(fù)合材料

，它可以在大氣層外承受著高溫

，并進(jìn)行反導(dǎo)作戰(zhàn)。俄羅斯方面報(bào)道稱經(jīng)過一系列試驗(yàn)后

，新型反導(dǎo)彈確認(rèn)了新式材料特性并成功完成了反導(dǎo)任務(wù)

，以高度的精度擊中了來襲的洲際導(dǎo)彈目標(biāo)。至此

，俄羅斯軍隊(duì)成功擊破了美國方面所謂的碳纖維“攔路虎”言論

。

事實(shí)上，碳纖維復(fù)合材料的耐高溫性一直是其應(yīng)用的“痛點(diǎn)”和“軟肋”

，這不僅表現(xiàn)在國際軍事技術(shù)中

，更表現(xiàn)在民用性的工業(yè)領(lǐng)域。

碳纖維材料在真空條件下本身能耐受上千攝氏度的高溫

，但是它在實(shí)際應(yīng)用中是以復(fù)合材料的形式出現(xiàn)的

，在與熱固性樹脂基體以及其它助劑合成后的耐高溫性表現(xiàn)并不理想，“以最常見的環(huán)氧樹脂基碳纖維復(fù)合材料為例

，一般的耐受溫度僅有一兩百攝氏度

，如果零部件的工作環(huán)境要求稍微高一些，碳纖維復(fù)材的性能就將無法保證”

，國內(nèi)碳纖維復(fù)合材料制品商無錫智上新材料科技有限公司的技術(shù)總監(jiān)稱

。為了擊破這只“攔路虎”，無錫智上新材也花費(fèi)了巨大的人力和財(cái)力

，將用于特殊領(lǐng)域的碳纖維復(fù)合材料制品耐受溫度提升至300-500℃，盡可能地滿足高端工業(yè)領(lǐng)域?qū)μ祭w維復(fù)材的特定需求

。

俄羅斯軍工在碳纖維材料應(yīng)用方面的成功突破在更深層次上說明了

，碳纖維技術(shù)壁壘重重，但并非無法逾越；無錫智上新材在耐高溫型碳纖維復(fù)材應(yīng)用方面的成功同樣說明了

，“中國制造”的腳步也許慢一點(diǎn)

，但是始終在前進(jìn)。（文章來源：新材料日報(bào)）

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