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美国南阿拉巴马大学与多家企业合作开发新型碳纤维复合材料

2021-03-23 16:144080
 MHP公司Sebastian Kirmse博士(左)曾在南阿拉巴马大学参与新型复合材料研究,
Tobias Hoffmeister(右)为MHP公司总材兼CEO
美国.webp
  美国南阿拉巴马大学的Kuang-Ting Hsiao教授团队近期研发出ZT-CFRP,这是一种富含纳米颗粒的新型碳纤维增强复合材料,研究工作起初由NASA资助。现在,美国科学基金会(NSF)继续资助该项目,推动该校建立广泛的研究合作,以充分利用和释放先进复合材料潜力,确保ZT-CFRP可以迅速推向更广阔的市场。
  除南阿拉巴马大学之外,共有5家来自各行各业的企业参与了合作,其中包括MHP公司、保时捷赛车运动公司,UST Mamiya美国公司,赫氏公司和东丽复合材料美国公司。根据相关报道,MHP将与该大学展开紧密合作为ZT-CFRP的卷对卷制程生产工艺设计提供支持。MHP公司将在这次合作中发挥关键作用,使得低成本的大批量材料生产制造成为可能。根据进度要求,该项目目标在2024年前将ZT-CFRP推向市场。
  MHP公司看好新型复合材料技术前景,并相信其有巨大发展潜力。这种新型复合材料富含特定定向的纳米粒子,并经碳纤维增强,具有多种优异特性。碳纳米纤维以锯齿形线条(Z字形)形式穿插在普通碳纤维之间,形成一种全新的织物,其中机械、电和热负荷分布在复合材料内部的所有方向上,显著提高了材料的电导率(尤其是与普通纤维的正交方向)。南阿拉巴马大学表示,上述的结构和功能特性意味着ZT-CFRP不仅比传统铝制结构轻,还比钢的韧性更好,与传统的碳纤维增强复合材料(CFRP)相比,更不容易受到机械力破坏(例如冲击破坏)的影响。
  ZT-CFRP既可以预浸料形式使用,也可以树脂薄膜的形式使用,可用于优化传统预浸料,也可将两种材料粘合在一起,从而改善材料机械、热和电的连通性和耐用性。
  ZT-CFRP具有广泛应用潜力,不仅在汽车工业、航空航天前景优异,还可在高尔夫等体育运动领域具有低成本应用潜能。对于汽车,工业界一直致力于为乘客提供高水平安全性,同时努力减轻重量,减少能耗。ZT-CFRP可以取代传统车辆用的铝合金底盘,成为选材料,对于传统碳纤维增强复合材料来说,这种应用方式过去被认为是不可能的,尤其是对于承受更高热负荷的零部件而言。新型复合材料也可以类似的方式应用于航天器。此外,高尔夫球杆有望在这种材料的作用下变得更轻,更强大。由于其多功能特性,这种材料可能还需要探索更广泛的应用范围。
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