【技术干货】微说：关于高模量碳纤维

目前，全球碳纤维复合材料的设计正朝着大尺寸、轻量化和高性能化的方向发展，这也是复合材料产品升级的关键。

对于设计者来说，最方便的方法是使用高刚度的碳纤维材料，因为这种结构能够在安全可接受的范围内达到减轻重量的效果，而无需调整复合材料的制造。高模量碳纤维优势就在于可以赋予复合材料高刚度特性。

近年来日本对高性能轻量化产品的需求进行了详细研究，并指出在未来的十年中碳纤维复合材料实现广泛应用的最大潜在市场集中在汽车市场、风力涡轮机以及大型民用飞机等领域。

以风电领域为例，目前长度为30m的1MW机组的风力发电机叶片和主体由玻璃纤维制成，如果要建造7MW级的大型海上风力发电机组，则所需叶片的长度应达到70m长，这相当于A380飞机机翼的长度。

由于叶片上的应力方向是特定的，因此风力涡轮发电机叶片需要使用中高模量碳纤维，以提高刚度、减少变形，保持叶片寿命并提高风转换效率。通过为每个发电机组计算3个叶片，一个3MW的风力发电机组将需要9吨碳纤维。

高模碳纤维复合材料以其优异的高强度和高刚度，有望成为未来碳纤维发展的重点。在本公众号原创文章