9月23日晚，在熱烈而歡快的氣氛中，備受矚目的第19屆亞運(yùn)會(huì)在杭州盛大開幕。

您知道嗎？亞運(yùn)會(huì)火炬高730毫米，凈重1200克，設(shè)計(jì)思想源自中華五千年文明史的良渚文化，名為“薪火”，寓意傳承?；鹁嬲w使用可回收金屬和碳纖維材料，內(nèi)部燃料為丙烷，燃燒安全無污染。

圖片來源：新華社

泰山體育、金陵體育、飛鷹船艇等國內(nèi)體育企業(yè)均為亞運(yùn)會(huì)賽事提供運(yùn)動(dòng)器材及服務(wù)保障，材料端的創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展迅速。本次提供的競賽自行車充分融合了人體工學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)，實(shí)現(xiàn)了空氣動(dòng)力學(xué)效能的關(guān)鍵技術(shù)性突破，整體車架采用高模量碳纖維，使車架整體強(qiáng)度得到了大幅提升。

泰山體育將全球首創(chuàng)且通過國際認(rèn)證的全新升級(jí)碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用到體操器材上，賦予體操器材更高的強(qiáng)度、輕便性和安全性，在提升器械質(zhì)量的同時(shí)有效提高運(yùn)動(dòng)員比賽成績。

?中國中車為杭州亞運(yùn)會(huì)打造的復(fù)興號(hào)亞運(yùn)智能動(dòng)車組采用碳纖維司機(jī)臺(tái)，其主體框架和承載部件由新一代高強(qiáng)度復(fù)合材料碳纖維制成，經(jīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化處理后，使司機(jī)臺(tái)在保證強(qiáng)度和剛度的前提下減重30%。在工藝方面，碳纖維司機(jī)臺(tái)表面外覆高硬度耐磨亞光透明漆，有效防止了纖維外露、紋理易劃傷等問題。通過使用新型環(huán)保樹脂、水性膠粘劑和水性涂料，大幅改善碳纖維的成型技術(shù)，也使產(chǎn)品更加綠色環(huán)保。

圖片來源：中國中車?為何碳纖維備受青睞
碳纖維素有“黑色黃金”之稱，性能優(yōu)勢明顯，種類繁多，被廣泛應(yīng)用于風(fēng)電、空天、汽車、建筑等領(lǐng)域。隨著國產(chǎn)化加速，碳纖維的價(jià)格有望進(jìn)一步下降，應(yīng)用市場將繼續(xù)擴(kuò)展。以下列舉了碳纖維的優(yōu)異性能：
1、輕量化：碳纖維的密度為1.5-2.0 g / cm3，僅為鋼的1/4，鋁合金的1/2。
2、高強(qiáng)高模：碳纖維抗拉強(qiáng)度通常超過3500 MPa，比強(qiáng)度為鋼的10倍以上；彈性模量為230-340 GPa，遠(yuǎn)高于鋼材。
3、耐高低溫性能：在惰性氣氛下，碳纖維的使用溫度可以達(dá)到2000 ℃；在-180 ℃的超低溫仍具有較好的彈性。
4、低線膨脹系數(shù)、高導(dǎo)熱性：碳纖維的熱膨脹系數(shù)表現(xiàn)出各項(xiàng)異性，平行于纖維方向呈負(fù)值，垂直于纖維為正值，總體低于鋼質(zhì)材；碳纖維的比熱容約為0.71 KJ /?(kg·K)，其導(dǎo)熱系數(shù)處在1.5-6.0 W / (m·K)范圍，驟冷或驟降基本不出現(xiàn)裂紋。
5、耐腐蝕性：具有良好的耐化學(xué)穩(wěn)定性，耐酸、耐堿、耐油，除了強(qiáng)氧化劑外，基本表現(xiàn)為惰性。
6、導(dǎo)電性能良好：室溫下，高模量碳纖維的電阻率為7.75×10-2?Ω·m，高強(qiáng)度碳纖維為1.5×10-1?Ω·m。
7、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)：加工性能好。?碳纖維重要應(yīng)用領(lǐng)域?1、綠色能源在風(fēng)電領(lǐng)域，碳纖維主要用于風(fēng)電葉片和葉梁的制造，其與玻璃纖維相比，強(qiáng)度更高而質(zhì)量卻更輕，因此碳纖維在風(fēng)電領(lǐng)域的滲透率快速增長。在光伏領(lǐng)域，碳纖維材料用于太陽能板邊框與支撐板的制造。在熱場系統(tǒng)中，晶硅生長設(shè)備所用材料也有碳纖維的身影。?2、航空航天在航空領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料可應(yīng)用于飛機(jī)中的主承力結(jié)構(gòu)和次承力結(jié)構(gòu)，使飛機(jī)整體重量減輕20%至40%，大幅提高其續(xù)航能力、降低燃油成本。在航天領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料因具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕等特性，廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星天線和衛(wèi)星支架的制造，還用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和噴管等的制造。?3、壓力容器政策驅(qū)動(dòng)下，壓力容器呈噴井式發(fā)展?fàn)顟B(tài)，纏繞用碳纖維的需求高速增長。目前，壓力容器主要用于天然氣和氫氣儲(chǔ)罐、高壓儲(chǔ)氣罐、壓縮天然氣燃料罐等領(lǐng)域。國內(nèi)，針對(duì)車載儲(chǔ)氫瓶的研發(fā)主要集中在70 MPa IV型瓶的工藝研究上。?4、交通建設(shè)碳纖維在汽車中的滲透率增加，中高端汽車輕量化市場不斷擴(kuò)大。碳纖維質(zhì)量強(qiáng)、強(qiáng)度高，可減少排放和燃料消耗，提高汽車的安全性和舒適度，提升汽車行駛效率。目前，汽車用碳纖維制品主要包括車身、內(nèi)飾、制動(dòng)器、輪轂等。
碳纖維在船舶中的應(yīng)用相對(duì)較少，基本集中在高端競技類船舶，在帆船賽艇中，桅桿、帆布、船身、上層結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)軸以及螺旋槳等結(jié)構(gòu)件均由碳纖維制成。?5、體育休閑體育休閑是碳纖維的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，如球拍、滑雪板、雪橇、曲棍球棍、釣竿、高爾夫球桿、自行車、沖浪板、風(fēng)箏、鞋子以及其它體育產(chǎn)品均由碳纖維制造而成。?6、3C產(chǎn)品2022年，折疊屏手機(jī)因其新穎性魅力，實(shí)現(xiàn)了銷量逆勢增長。折疊屏手機(jī)對(duì)機(jī)身的設(shè)計(jì)性、便攜式、輕量化、強(qiáng)度等提出了更高的要求，碳纖維在該領(lǐng)域大顯身手。
7、工業(yè)應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料在各種工業(yè)機(jī)械部件中的應(yīng)用十分搶眼，如造紙輥筒采用碳纖維復(fù)合材料后，不僅大幅減輕重量，而且增加了剛度。在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中所用的機(jī)器人機(jī)械臂，也大量采用了碳纖維復(fù)合材料。?8、醫(yī)療領(lǐng)域碳纖維具有良好的X光穿透性，且無磁鐵性，可用于制造成像設(shè)備，如MRI核磁共振成像儀、CT掃描儀和X光機(jī)等。此外，碳纖維在手術(shù)器械、假肢、輪椅、醫(yī)療植入物等方面具備應(yīng)用價(jià)值。（文章來源：Carbontech，部分信息來源：澎湃新聞、騰飛高分子、新華社、中國青年網(wǎng)、中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)）

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