中國粉體網(wǎng)訊 近日,甘肅省首個萬噸級碳纖維項目——甘肅納塔新材料有限公司萬噸級碳纖維建設(shè)項目在張掖市開工。項目計劃總投資27.7億元,分三期建設(shè),建成后年產(chǎn)PAN基碳纖維2.4萬噸,預(yù)計年產(chǎn)值21.6億元。產(chǎn)品廣泛適用于航空航天、汽車制造、風(fēng)機葉片等多個高端制造業(yè)領(lǐng)域。
該項目由甘肅納塔新材料有限公司投資建設(shè),由上海電氣風(fēng)電集團股份有限公司(以下簡稱“電氣風(fēng)電”)聯(lián)合廣東蒙泰高新纖維股份有限公司(以下簡稱“蒙泰高新”)共同推動實施。
蒙泰高新與電氣風(fēng)電共同出資新設(shè)目標(biāo)公司上海納塔新材料科技有限公司(以下簡稱“上海納塔”)。上海納塔設(shè)立完畢后在甘肅省設(shè)立全資子公司甘肅納塔公司,并由上海納塔直接收購公司全資子公司廣東納塔功能纖維有限公司100%股權(quán)。
2024年8月21日,張掖市政府網(wǎng)站發(fā)布了《甘肅納塔新材料有限公司萬噸級碳纖維建設(shè)項目批前規(guī)劃公示》,甘肅納塔新材料有限公司擬在張掖經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)循環(huán)經(jīng)濟示范園內(nèi)規(guī)劃建設(shè)“甘肅納塔新材料有限公司萬噸級碳纖維建設(shè)項目”。建設(shè)用地性質(zhì)為二類工業(yè)用地,規(guī)劃總用地面積211709.4平方米,總建筑面積106022.23平方米。主要綜合經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo):容積率0.79,建筑系數(shù)48.8%。
碳纖維在各大領(lǐng)域的應(yīng)用
航空航天領(lǐng)域
飛行器結(jié)構(gòu)件:飛機的機翼、機身、尾翼等部件使用碳纖維復(fù)合材料,可顯著減輕飛機重量,降低飛行能耗,提高燃油效率。例如,波音787、空客A350等大型客機的機身結(jié)構(gòu)中大量使用了碳纖維復(fù)合材料,其使用量占比可達50%以上。小型商務(wù)飛機和直升飛機上碳纖維復(fù)合材料的使用量占比更是高達70%-80%。并且碳纖維復(fù)合材料的高強度能夠保證飛行器在飛行過程中承受各種應(yīng)力和載荷,確保飛行安全。
發(fā)動機部件:航空發(fā)動機的一些關(guān)鍵部件,如葉片、渦輪盤、燃燒室等,也開始采用碳纖維復(fù)合材料。這些部件在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的惡劣工作環(huán)境下,需要具備優(yōu)異的耐高溫性能和機械強度。碳纖維復(fù)合材料能夠滿足這些要求,同時減輕發(fā)動機重量,提高發(fā)動機的推重比和燃油效率。
衛(wèi)星和火箭結(jié)構(gòu):在衛(wèi)星結(jié)構(gòu)中,碳纖維復(fù)合材料可用于制造衛(wèi)星的天線、支架、太陽能電池板框架等部件,既能保證衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)強度和精度,又能減輕衛(wèi)星的重量,降低發(fā)射成本。在火箭領(lǐng)域,火箭的整流罩、級間段、發(fā)動機噴管等部件也會用到碳纖維復(fù)合材料,可有效提高火箭的運載能力和飛行性能。
航天飛行器內(nèi)飾:航天飛行器的內(nèi)部裝飾和結(jié)構(gòu)件,如座椅、控制臺、隔板等,使用碳纖維復(fù)合材料可以減輕重量,提高空間利用率,同時還具有良好的隔音、隔熱性能,為航天員提供更加舒適的工作和生活環(huán)境。
汽車制造領(lǐng)域
車身和底盤:碳纖維材料在強度和剛度上對比傳統(tǒng)材料有很大優(yōu)勢,將其制作成車身和底盤,能夠相對降低40%到60%的重量,有助于提高汽車的加速性能、操控性能和燃油經(jīng)濟性。目前,眾多跑車車身均使用碳纖維材料,新能源汽車車身對碳纖維材料的需求量也在不斷增加。
零部件:高級碳纖維制動盤能承受2500℃的高溫,且制動穩(wěn)定性能優(yōu)越,不過由于制作成本較高,多在高檔汽車上使用。此外,使用碳纖維傳動軸可把重量減低一半以上,并且耐久耐疲勞,使用壽命更長。
電池箱體:新能源汽車的電池箱體采用碳纖維材料,能夠降低箱體重量,與傳統(tǒng)電池箱體相比可減少40%的重量,同時抗沖擊、耐腐蝕、抗疲勞性能表現(xiàn)良好,可提升新能源汽車電池組的穩(wěn)定性。
風(fēng)電葉片領(lǐng)域
提高葉片性能:碳纖維的相對密度比玻纖小30%左右,強度卻高40%上下,尤其是應(yīng)變速率高3-8倍。大型風(fēng)電葉片采用碳纖維材料可充分發(fā)揮其質(zhì)輕的優(yōu)勢,在減輕葉片重量的同時,提高葉片的強度和剛度,使葉片能夠承受更大的風(fēng)力載荷,提高風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率。
改善葉片的耐疲勞特性:風(fēng)電機長期在戶外自然條件下工作,環(huán)境濕度、狂風(fēng)暴雨等因素都可能使風(fēng)電葉片易于損傷。碳纖維材料具有出色的耐疲勞特性以及對化學(xué)酸堿鹽空氣具有良好的耐腐蝕性,當(dāng)與復(fù)合樹脂結(jié)合時,成為風(fēng)電發(fā)電機適應(yīng)惡劣氣候條件的理想材料之一。
優(yōu)化葉片的氣動性能:使用碳纖維后,葉片的重量和剛度的提升,改善了風(fēng)電葉片的流體力學(xué)特性,降低了對塔和軸的負荷,從而使風(fēng)機的功率更加光滑和平衡。此外,碳纖維葉片更薄,葉片更長細,提高了能量的輸出效率。
生產(chǎn)自適應(yīng)葉片:利用碳纖維的特性可生產(chǎn)制造自適應(yīng)葉片,采用彎曲、扭曲葉片的設(shè)計,使得葉片在大風(fēng)中轉(zhuǎn)動時減少瞬間負荷,避免對風(fēng)機造成損害。
防雷擊:碳纖維具有導(dǎo)電性,通過風(fēng)機葉片的整體設(shè)計,可有效地防止雷擊對葉片造成的損傷。
參考來源:
視聽甘肅、上海電器風(fēng)電集團公眾號、東方財富網(wǎng)
付東升等,大絲束碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電葉片的應(yīng)用
歐諾智能,碳纖維材料在汽車制造行業(yè)的應(yīng)用,離不開碳纖維模溫機的輔助
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