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玻璃鋼，不是玻璃，它的學名叫作“纖維復合材料”。發(fā)表時間：2024-02-26 11:05 |
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什么是復合材料？其實，復合材料就在身邊。比如，鋼筋混凝土。水泥本身的強度有限，當它無法提供足夠的支撐時，就在其中加入鋼筋來增強它的強度?？朔我徊牧系娜秉c，提供單一材料本身所沒有的新性能，這正是復合材料的意義。
而纖維復合材料的成型也大體如此。它是由樹脂基體和纖維增強材料共同作用而成的。纖維是一種無機非金屬材料，一根纖維的直徑只有5微米。5微米是多大呢？可以抓起一根頭發(fā)感受一下，一根纖維的粗細只有一根頭發(fā)的十分之一。但它的強度卻可以做到鋁合金的4倍以上。
在復合材料中，纖維就是“鋼筋”。
那么樹脂又是什么呢？其實圓珠筆的外殼、礦泉水瓶，都是由樹脂固化而成的。
樹脂就是“水泥”。
可以做一個這樣的比喻：纖維是骨，樹脂是肉，有骨無肉一盤散沙，有肉無骨弱不禁風。骨肉相連，才能強勁有力。
那復合材料又有哪些性能優(yōu)勢呢？
它具有良好的絕緣性、很強的耐熱性、優(yōu)異的耐腐蝕和機械性能，而最重要的，它的密度只有傳統(tǒng)鋼鐵的四分之一，是真正輕如鴻毛的輕質(zhì)高強材料。
在下圖中，幾個美國大兵竭盡全力舉起一根木樁，婦女艱難地舉起一根木樁。而我們的女工輕描淡寫舉起一根圓桿。這根圓桿，正是復合材料桿塔。
女工輕易舉起復材桿塔
這就是復合材料輕質(zhì)的優(yōu)勢。正因如此，它可以更容易地輸送到傳統(tǒng)材料難以到達的地方，也可以更合理地應(yīng)用到傳統(tǒng)材料不能勝任的場景。
我們的復合材料桿塔已經(jīng)遠銷8個國家。無論是在沿海、礦坑，還是高山、沙漠，復合材料，使命必達。
此外，復合材料還有哪些應(yīng)用價值呢？其實，在很多重要領(lǐng)域，都有復合材料的身影。
在電子設(shè)備領(lǐng)域，它是絕緣的上品材料；在航空航天領(lǐng)域，它是耐高溫的強大護盾；在建筑建材領(lǐng)域，它是強化加固的一把好手；在交通運輸領(lǐng)域，它是輕量化的不二之選……
它的價值重如泰山！
有這樣一組數(shù)據(jù)：一架民用客機每減重1千克，全壽命運營成本可節(jié)約22萬元。
而波音夢想客機的整機復材占比更是達到了50%，也因此成為了航空史上首架超長程中型客機。
不僅如此，軌道交通也因復合材料而開啟新的篇章。今天，動車組的復合材料應(yīng)用，已經(jīng)超過了30%。
動車組復材應(yīng)用
從蒸汽機時代、內(nèi)燃機時代，再到高速列車時代，軌道交通提速至每小時600千米指日可待。
2022年7月24日，中國在文昌航天發(fā)射場使用長征五號運載火箭將“問天”實驗艙精準送入預定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
“問天”實驗艙是當今世界最大單體載人航天器，它全長17.9米，最大直徑4.2米，發(fā)射質(zhì)量23噸。
哈玻院團隊承制了“問天”實驗艙多項重要結(jié)構(gòu)部件。太陽翼收納箱、電源定向結(jié)構(gòu)、推進結(jié)構(gòu)等。
團隊承制“問天”結(jié)構(gòu)部件
在飛行器投入運行的過程中，第一大挑戰(zhàn)是發(fā)射，而第二大挑戰(zhàn)則是展翼。太陽翼是“問天”在空間中的能量源泉。
“問天”的太陽翼全展超過55米，堪比半個足球場。所以發(fā)射前，必須對太陽翼進行折疊壓縮，壓縮至一本書的厚度。
“問天”太陽翼折疊壓縮示意
而在軌展開后，太陽翼受到的微小抖動，都會導致實驗艙的控制精度大大下降。
為此，國內(nèi)研究團隊采用超薄復合材料設(shè)計制造了太陽翼的保護結(jié)構(gòu)——收納箱和隔離板，攻克了復材耐受空間環(huán)境和尺寸穩(wěn)定性等一系列技術(shù)難題，做到了“減體重、減體積”卻“不減功能和能量”，讓太陽翼能夠“張弛有度、收放自如”且“萬無一失”。
“問天”實驗艙成功發(fā)射，而“夢天”實驗艙緊隨其后，“神舟”十三號、十四號、十五號接力騰飛，中國空間站向世界宣告全面建成。
建造空間站、建成太空實驗室，是實現(xiàn)我國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的重要目標。從“長征”出征、“神州”飛天到“嫦娥”奔月、“天宮”攬勝，多年來，在祖國逐夢航天的道路上，哈玻院等相關(guān)團隊一直輸送著高性能復合材料產(chǎn)品。
作為我國第一個漫步太空的女航天員，王亞平在黨的二十大上說：“要問航天事業(yè)帶給我的最深刻的感受，一個是時代的力量，另一個是傳承的力量。”
沒錯，我們傳承先賢的智慧，扛起父輩的旗幟。
“九天之際，列星安陳”。
因為夢天，所以問天。
千年的探索，從未放棄，前赴后繼，代代接力。
53年前，我們把“東方紅”送上太空，揚眉吐氣。
今天，我們成功發(fā)射了領(lǐng)先世界的龐然大物，在太空又多了一份牽掛和自豪。
心有翼，自飛云宇天際；夢無垠，當征星辰大海。http://www.annaarkhipova.com/
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