近年來,環(huán)境污染、能源短缺的問題日漸突出,節(jié)能、環(huán)保、輕量化逐漸成為新材料發(fā)展的主要趨勢之一。面對(duì)航空航天、軌道交通、電力電子、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)的輕量化趨勢,高強(qiáng)輕合金、高性能纖維、特種合金等各類新型材料不斷涌現(xiàn),碳纖維成為其中最受歡迎的材料之一。
碳纖維在所有高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度、比模量以及優(yōu)異的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能,素有“材料之王”的美譽(yù)。其中,以碳纖維為增強(qiáng)體,結(jié)合工程塑料耐腐蝕、低比重、抗沖擊、易成型、可二次使用等優(yōu)點(diǎn)制備的碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(CFRTP),因其出色的性能已廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器等工業(yè)領(lǐng)域。然而,由于研發(fā)難度大、國內(nèi)起步晚等原因,這種材料主要被國外大公司壟斷。
作為一家以技術(shù)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的新材料科技公司,金旸新材料一直致力于研發(fā)高端先進(jìn)材料。為了研發(fā)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料,金旸專門成立了一支經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì),經(jīng)過長期研發(fā),連續(xù)攻克了電磁屏蔽、材料導(dǎo)熱等若干個(gè)技術(shù)難關(guān),終于成功研發(fā)出碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料。
目前,該款材料正在申請(qǐng)多項(xiàng)技術(shù)專利。它的出現(xiàn),將改變市場競爭格局,打破高端材料被國外壟斷的現(xiàn)狀,推動(dòng)國內(nèi)輕量化技術(shù)的發(fā)展。
據(jù)了解,該款材料能最大限度地保持碳纖維長度,充分分散到工程塑料基體中,改進(jìn)了高性能材料表面質(zhì)量差的缺點(diǎn),兼顧性能和美觀。不僅如此,它將同類材料的價(jià)格降低了約50%,可以為新能源汽車、電子電器等領(lǐng)域的客戶提供更具性價(jià)比的材料支撐。
中國石化集團(tuán)公司首席專家喬金梁教授認(rèn)為,伴隨著碳纖維的國產(chǎn)化,碳纖維價(jià)格將大幅降低,應(yīng)用會(huì)不斷拓展,和其他工程塑料復(fù)合之后形成的改性新材料,將會(huì)有很大的市場。
1、為新能源汽車減重降本、提升續(xù)航能力
對(duì)新能源汽車來說,重量的減輕意味著續(xù)航里程的增加。研究表明,純電動(dòng)汽車整車質(zhì)量若降低10kg,續(xù)駛里程則可增加2.5km。碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料比強(qiáng)度是傳統(tǒng)金屬材料的1.5~2.4倍,能夠以同樣的單位質(zhì)量獲得更高的承載能力,替代傳統(tǒng)金屬材料及玻璃纖維增強(qiáng)材料制備的零部件可以實(shí)現(xiàn)10%-20%的減重。
汽車進(jìn)氣歧管
金旸開發(fā)的碳纖維增強(qiáng)PA66、PP系列產(chǎn)品減重效果明顯,同時(shí)具有高比強(qiáng)度、高沖擊強(qiáng)度、易成型、表面質(zhì)量良好等特性,解決了行業(yè)材料質(zhì)量不穩(wěn)定、成品表觀質(zhì)量差的痛點(diǎn),可應(yīng)用于前端模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)周邊、車身、座椅骨架、電池托架、動(dòng)力電池包殼體等零部件。與傳統(tǒng)金屬材料成型方式相比,金旸提供的材料可以采用注塑工藝一體成型較為復(fù)雜的零部件,在簡化工序的同時(shí),降低了生產(chǎn)成本,提高了生產(chǎn)效率。此外,大量采用輕質(zhì)材料可以使汽車的重心下移,有助于提高駕駛的安全性和舒適性。
2、替代傳統(tǒng)材料,助推電子電器產(chǎn)業(yè)升級(jí)
消費(fèi)升級(jí)的趨勢下,消費(fèi)者對(duì)電子電器產(chǎn)品的外觀、品質(zhì)、科技感等要求越來越高。碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料憑借出眾的性能,讓產(chǎn)品變得更加輕薄,更有質(zhì)感和科技感,充分滿足了消費(fèi)升級(jí)的需求,已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、家電、通訊、消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。
(1)電子電器殼體:殼體既是保護(hù)內(nèi)部元件最直接的方式,也是影響其散熱效果的重要因素。隨著電子電器輕薄化發(fā)展,傳統(tǒng)使用風(fēng)冷或水冷的散熱方式占用大量空間的同時(shí)又產(chǎn)生噪音,逐漸被市場所淘汰。使用金旸碳纖維增強(qiáng)PA66 AC20L/AC40L制作的外殼,既擁有金屬的堅(jiān)固又具備良好的減重效果和導(dǎo)熱性,可實(shí)現(xiàn)無風(fēng)扇化設(shè)計(jì),同時(shí)憑借碳纖維的屏蔽性能,還可以實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽功能。
筆記本外殼
(2)無人機(jī)槳葉:無人機(jī)槳葉是旋翼無人機(jī)功率的主要輸出方式,金旸碳纖維增強(qiáng)PPA HA40L可以減輕機(jī)身重量、提升續(xù)航能力、降震減噪,同時(shí)減少金屬材料對(duì)遠(yuǎn)程信號(hào)干擾,簡化成型工藝,提升產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性。
無人機(jī)槳葉
(3)電子電器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件:為了確保強(qiáng)度,傳統(tǒng)的做法是采用金屬材料制作電子電器產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)件,但是這種方式加工工藝復(fù)雜,成型周期性長,而且增加產(chǎn)品重量。金旸碳纖維增強(qiáng)PA66 AC40L擁有出色的高強(qiáng)度、質(zhì)量輕等特性,同時(shí)還具有可實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)、易于量產(chǎn)和易回收利用的優(yōu)點(diǎn),相比傳統(tǒng)材料,它的性能更優(yōu)、成本更低、工藝更簡單。
高壓屏蔽設(shè)備
我國輕量化技術(shù)起步晚于歐美發(fā)達(dá)國家,在技術(shù)儲(chǔ)備、制備工藝等方面依然處于追趕階段。近年來,我國新能源汽車迅速崛起,家電、消費(fèi)電子等產(chǎn)業(yè)掀起消費(fèi)升級(jí),快速帶動(dòng)了輕量化市場的發(fā)展,國內(nèi)技術(shù)水平不斷提升,制備工藝逐漸成熟,產(chǎn)能顯著增加,產(chǎn)品更具競爭力,應(yīng)用范圍也越來越廣。可以預(yù)見,隨著技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展和消費(fèi)需求的進(jìn)一步釋放,以碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料為代表的輕量化材料將迎來更為廣闊的增長空間,以金旸為代表的中國新材料企業(yè)將得到市場的垂青。
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