一、玻璃纖維

玻纖增強是目前應(yīng)用最為廣泛的材料增強手段。玻璃纖維按化學(xué)組成可分為無堿鋁硼硅酸鹽(簡稱無堿纖維)和有堿無硼硅酸鹽(簡稱中堿纖維)。玻璃纖維作為增強材料，有如下的一些優(yōu)點：質(zhì)硬而不透水，不會腐爛和發(fā)霉，耐熱、耐化學(xué)腐蝕，有很高的拉伸強度和理想的彈性以及優(yōu)良的電性能。玻璃纖維可用于增強PP、PET、PA、PC等熱塑性塑料，也廣泛應(yīng)用于熱固性塑料。

玻纖增強塑料具有比強度高、耐腐蝕、隔熱、介電、容易成型等優(yōu)點。玻纖增強熱固性塑料的拉伸強度可達100MPA，與一般鋼材相近，面相對密度僅為鋼材的1/4。玻璃纖維增強PP聚丙烯已廣泛應(yīng)用于汽車零部件，家電行業(yè)、飛機制造業(yè)等。玻璃纖維與基體聚丙烯的界面結(jié)合情況對復(fù)合材料的力學(xué)性能影響很大，一般應(yīng)用偶聯(lián)劑處理或用接枝聚丙烯增容。

二、碳纖維

碳纖維是由聚丙烯腈纖維、黏膠或瀝青原絲經(jīng)炭化而制成的。由于原料不同和制造方法不同，碳纖維的強度和模量也不相同。碳纖維的相對密度為1.3—1.8，而玻璃纖維的相對密度則為2.5左右;采用碳纖維增強的復(fù)合材料，其拉伸強度、彎曲強度和模量明顯高于采用玻璃纖維增強的復(fù)合材料。

碳纖維的熱膨脹系數(shù)低，碳纖維復(fù)合材料的收縮率為玻璃纖維增強材料的1/2，為未增強樹脂的1/5。碳纖維增強的復(fù)合材料是一種質(zhì)輕、高強的新型復(fù)合材料，不僅在航空、航天工業(yè)中有廣泛用途，而且已在體育、生活用品中獲得了應(yīng)用。碳纖維還具有耐高溫、導(dǎo)電等特性，可進行靜電噴涂和制備抗靜電零件。

碳纖維可用于PC、PC/ABS、PA、PP、PE等熱塑性塑料，以及環(huán)氧樹脂等熱固性塑料。

碳纖維由于價格偏高，目前主要用于汽車、飛機及軍工領(lǐng)域。隨著碳纖維制造工藝的改進和價格的降低，碳纖維復(fù)合材料將在所有工業(yè)部門得到應(yīng)用，其中包括機器制造業(yè)、家用電器、包裝容器和設(shè)備、日常用品等。

三、芳綸纖維

芳香族聚酰胺纖維，簡稱芳綸纖維，是一種高強度、高模量且質(zhì)輕的新型合成纖維。芳綸纖維增強復(fù)合材料(如芳綸/環(huán)氧復(fù)合材料)已成功應(yīng)用于宇航、飛機、船舶、裝甲設(shè)備、體育用品、壓力容器、電嚴通信等領(lǐng)域。芳綸纖維還可川于輪胎子午線，制成的輪胎可承受高負荷，而且質(zhì)最輕。

（來自網(wǎng)絡(luò)）

航空航天-零部件

多功能機身演示器-MFFD

空中客車運營有限公司（德國）

一個由空中客車公司牽頭、CleanSky2項目資助的12家歐洲組織組成的聯(lián)盟，共同打造出的多功能機身演示器（MFFD）。全尺寸演示器展示了一個典型的單通道商用飛機機身部分，由熱塑性復(fù)合材料制成，涵蓋新穎的設(shè)計和建造概念、自動化基本部件制造，以及熱塑性焊接用于子部件和主要部件組裝。這個8米長、4米寬的MFFD圓筒，是世界上首個也是最大的由熱塑性復(fù)合材料制成的研發(fā)測試平臺。

航空航天-工藝

FibreLINE系統(tǒng)

Loop Technology（英國）

FibreLINE是一種革命性的系統(tǒng)，用于高速制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。它為預(yù)成型提供端到端的自動化。FibreLINE在將碳纖維和其他復(fù)合材料成型并放置到模具上之前對其進行切割、分類和排序，在模具上進行檢查和熱鉚接，為下一生產(chǎn)階段做好準(zhǔn)備。

FibreLINE的一種配置以FibreFORM為中心。這是一種拾取和放置末端執(zhí)行器，它可以將大塊材料成型為所需的3D復(fù)雜形狀，并極其精確地放置，同時管理剪切力以確保纖維不受損壞。

汽車與道路運輸-零部件

SOCA-可持續(xù)優(yōu)化的復(fù)合材料汽車

捷豹路虎（JLR英國）

該項目旨在使汽車應(yīng)用的復(fù)合材料部件制造脫碳，首先關(guān)注小批量和碳纖維部件。主要挑戰(zhàn)是在保持性能和輕質(zhì)的同時減少二氧化碳當(dāng)量足跡。SOCA通過可持續(xù)材料和技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)了55%的環(huán)境足跡降低，同時提供相同的結(jié)構(gòu)性能和重量節(jié)省。

汽車與道路運輸-工藝

熱塑性三明治夾層成型技術(shù)

弗勞恩霍夫材料與系統(tǒng)研究所（德國）

熱塑性三明治夾層成型技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)三維成型部件的全自動化生產(chǎn)，這些部件采用材料高效、結(jié)構(gòu)輕質(zhì)的三明治構(gòu)造。為了展示這一創(chuàng)新混合技術(shù)的潛力，開發(fā)者以卡車駕駛室儲物箱蓋為例進行了演示。首次在實際部件結(jié)構(gòu)上證明了熱塑性三明治成型技術(shù)的實施。部件的3D成型通過在封閉模具中對半成品熱塑性三明治面板進行熱成型實現(xiàn)，這還通過注塑成型實現(xiàn)額外功能化，用于集成鉸鏈和緊固件。

建筑與土木工程

DACCUSS房屋墻體

TechnoCarbon技術(shù)有限責(zé)任兩合公司（德國）

碳纖維石材（CFS）是一種將負碳石材與生物基纖維相結(jié)合的創(chuàng)新材料。它可作為房屋墻體中高碳排放混凝土的環(huán)保替代品。每平方米CFS墻體可捕獲59千克二氧化碳，而傳統(tǒng)水泥墻體則釋放98千克二氧化碳。

循環(huán)利用與回收

基于感應(yīng)加熱的回收碳纖維（rCF）回收利用

ILSUNG復(fù)合材料公司（韓國）

碳纖維對特定頻率范圍的電磁場敏感。在這項技術(shù)中，碳纖維（包括碳纖維增強聚合物廢料中的碳纖維）表面溫度在幾秒內(nèi)可超過1200℃。因此，CFRP廢料無需粉碎即可提高熱解效率。其基于新型感應(yīng)加熱（IH）的熱解技術(shù)能夠高效回收碳纖維增強聚合物復(fù)合材料（CFRP），且不會降低纖維的長徑比。通過利用高頻磁場，它能在碳纖維中產(chǎn)生快速、局部的加熱，使聚合物基質(zhì)有效焚燒。這種方法比傳統(tǒng)能源（溶劑、熱空氣等）節(jié)能10萬倍，支持連續(xù)生產(chǎn)，并保留回收碳纖維（rCF）的機械性能，其強度保持原始強度的96%。

設(shè)計、家具與家居

時尚且可回收的碳纖維家具

Cobra國際（泰國）

Cobra及其合作伙伴協(xié)調(diào)了一系列創(chuàng)新碳纖維家具的設(shè)計、工程、材料選擇和制造。這些家具使用可回收環(huán)氧樹脂以及其他生產(chǎn)廢料和回收原材料。

數(shù)字、人工智能與數(shù)據(jù)

數(shù)字孿生：3D成像、分析與數(shù)字孿生技術(shù)

New Frontier Technologies（澳大利亞）

這項創(chuàng)新是基于先進CT成像和機器學(xué)習(xí)的已制造復(fù)合材料部件的數(shù)字孿生，它有效地將纖維和缺陷從3D圖像映射到創(chuàng)建詳細的有限元網(wǎng)格，用于復(fù)合材料部件的高保真性能模擬。

海上運輸與造船

FIBRE4YARDS項目

國際工程數(shù)值方法中心 – CIMNE（西班牙）

FIBRE4YARDS開發(fā)了新的復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)，通過采用模塊化建造和自動化工藝重新定義造船業(yè)。此外，該項目還開發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)的新設(shè)計工具和生產(chǎn)軟件。

FIBRE4YARDS提高了生產(chǎn)效率，最大限度地減少了對環(huán)境的影響，提升了船舶建造質(zhì)量并降低了成本。這是通過在造船廠采用新的自動化工藝實現(xiàn)的；FIBRE4YARDS還設(shè)計了一個完整的傳感系統(tǒng)，為造船廠的數(shù)字孿生提供數(shù)據(jù)，并開發(fā)了新的軟件工具，將新的生產(chǎn)工藝融入船舶設(shè)計中。

可再生能源

ZEBRA-零浪費葉片研究項目

儒勒·凡爾納技術(shù)研究所（法國）

ZEBRA項目的目標(biāo)是在全尺寸演示器上展示熱塑性風(fēng)力渦輪機葉片的技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境相關(guān)性，采用生態(tài)設(shè)計方法以實現(xiàn)高回收率。LM風(fēng)電公司使用阿科瑪公司的Elium^?樹脂和歐文斯科寧公司的Ultrablade^?織物制造了兩個全尺寸熱塑性風(fēng)力渦輪機葉片（62.2米和77.4米），并使用認可的方法進行了測試。

體育、休閑與娛樂

蜜根技術(shù)（Honey Roots Technology）沖浪板

The Gun Sails von Osterhausen GmbH（法國）

一種可回收的可持續(xù)沖浪板結(jié)構(gòu)，通過3D層壓板實現(xiàn)，提高了成品部件的力學(xué)性能并消除了灌注耗材的需求。材料選擇因此基于生物基或回收材料，同時最大限度地提高性能并最小化二氧化碳足跡。Honey-Roots-Technology（HRT）是一種纖維增強的3D結(jié)構(gòu)，表面錨固在芯材中。由于采用了生物基和可回收樹脂系統(tǒng)，沖浪板具有完全可回收性。

來源：JEC

一、玻纖在汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用

玻璃纖維以其高強度、高模量、良好的耐腐蝕性和可設(shè)計性等特點，在汽車制造中發(fā)揮著重要作用。在汽車車身、內(nèi)飾、底盤和動力系統(tǒng)等關(guān)鍵部位，玻纖復(fù)合材料的應(yīng)用顯著提高了汽車的輕量化水平和結(jié)構(gòu)強度。

例如，玻纖增強復(fù)合材料（GFRP）被廣泛應(yīng)用于汽車車身的制造，通過優(yōu)化設(shè)計和成型工藝，可以實現(xiàn)車身的輕量化，同時保持甚至提高車身的剛性和安全性。此外，玻纖復(fù)合材料還用于制造汽車座椅、儀表盤、門板等內(nèi)飾件，以及發(fā)動機罩、油箱等底盤部件，進一步提升了汽車的舒適性和燃油經(jīng)濟性。

二、玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用

玄武巖纖維是一種新型高性能無機纖維，具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)異性能。在汽車制造中，玄武巖纖維的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面：

一是作為汽車制動系統(tǒng)的摩擦材料，玄武巖纖維的加入可以顯著提高制動片的耐磨性和熱穩(wěn)定性，延長制動系統(tǒng)的使用壽命；二是作為汽車排氣系統(tǒng)的隔熱材料，玄武巖纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的隔熱性能和耐高溫性能，可以有效降低排氣系統(tǒng)的熱損失和噪音；三是作為汽車車身和底盤的增強材料，玄武巖纖維復(fù)合材料可以提高汽車的抗沖擊性和耐久性，提高汽車的行駛穩(wěn)定性和安全性。

三、玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新

玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用不僅體現(xiàn)在各自獨特的性能優(yōu)勢上，更在于它們之間的協(xié)同創(chuàng)新。通過合理的材料配比和成型工藝優(yōu)化，可以將玻纖與玄武巖纖維的優(yōu)點相互融合，形成具有更高性能的新型復(fù)合材料。這種復(fù)合材料不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，還具有良好的環(huán)保性和可回收性，符合汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要求。

四、推廣玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用策略

為了推廣玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，需要采取以下策略：一是加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，不斷開發(fā)具有更高性能和更低成本的新型復(fù)合材料；二是加強與汽車制造商的合作與交流，推動玻纖與玄武巖纖維復(fù)合材料在汽車制造中的廣泛應(yīng)用；三是加強市場推廣和品牌建設(shè)，提高玻纖與玄武巖纖維復(fù)合材料的知名度和美譽度；四是加強環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展理念的培養(yǎng)，推動汽車產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。

總之，玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力和動力。隨著技術(shù)的不斷進步和市場的不斷拓展，玻纖與玄武巖纖維復(fù)合材料將在汽車制造中發(fā)揮更加重要的作用，助力汽車行業(yè)實現(xiàn)更高水平的發(fā)展。

資料來源：中國玻璃纖維

應(yīng)用領(lǐng)域

建筑橋梁結(jié)構(gòu)的加固、補強和修復(fù)；雷達罩、發(fā)動機部件、雷達天線；坦克裝甲車車體、結(jié)構(gòu)體、車輪轂、扭力桿和套管；體育滑水板、高山滑雪板、沖浪板等。玄武巖纖維單向布是目前國內(nèi)玄武巖纖維制品中最成熟產(chǎn)品。

玄武巖纖維多軸向織物（國防類、民用類、消防類、汽車類）

應(yīng)用領(lǐng)域

風(fēng)力發(fā)電葉片，船舶；汽車，高速列車，體育用品；航天，航空，防彈，防護等領(lǐng)域；

1)適于造船業(yè)、大型鋼結(jié)構(gòu)和電力維修的現(xiàn)場電焊、氣割的防護用品、防火布圍墻；

2)紡織、化工、冶金、劇院、軍工等通風(fēng)防火和防護用品、消防頭盔、護頸織物；

3)玄武巖纖維防火布為不燃材料，在1000℃火焰作用下，不變形、不爆裂，可在潮濕、蒸氣、煙霧、含化學(xué)氣體的環(huán)境下起到防護作用。還適用于避火消防服、隔火簾、防火毯、防火包。

玄武巖纖維復(fù)合板材（建筑類、國防類、民用類、汽車類）

應(yīng)用領(lǐng)域

可用于飛機、高速列車、輕軌列車、船舶、汽車、橋梁等交通工具；軍工的結(jié)構(gòu)件和承重件；武器裝備的金屬替代品；民用防火門；建筑隔斷；防火構(gòu)件；建筑加固；木材增強。

近年來，無人機的使用越來越受歡迎，從攝影到送貨服務(wù)都有廣泛的應(yīng)用。隨著對無人機的需求不斷增長，對能夠承受嚴酷飛行條件并提供必要性能的材料的需求也在不斷增長。在本文將探討無人機設(shè)計中使用的不同材料，以及它們?nèi)绾螌︼w機的整體性能做出貢獻。

探索無人機設(shè)計中使用的不同材料

碳纖維增強復(fù)合材料是無人機設(shè)計中最常用的材料之一。這種輕質(zhì)材料非常堅固耐用，非常適合用于無人機外殼。碳纖維還具有很強的耐腐蝕性能，可以承受極端溫度，使其成為將在各種環(huán)境中使用的無人機的絕佳選擇。是軍工級別無人機的首選。

鋁是無人機設(shè)計中另一種常用的材料。這種輕質(zhì)金屬堅固耐用，是無人機框架的不錯選擇。鋁也具有和碳纖維相媲美的性能。

另外，玻璃纖維增強塑料也被應(yīng)用于無人機領(lǐng)域，其成本優(yōu)勢也吸引著更多商業(yè)和消費級的應(yīng)用。

綜上所述，無人機設(shè)計中使用的材料多種多樣，每種材料都有其獨特的性能和優(yōu)點。碳纖維、鋁、玻璃纖維和塑料都是無人機框架的流行選擇，每種都有自己的優(yōu)點和缺點。最終，為無人機選擇的材料將取決于它將被使用的具體應(yīng)用和環(huán)境。

重量對無人機設(shè)計的影響分析

近年來，隨著無人機技術(shù)在各個行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，無人機的設(shè)計變得越來越重要。無人機設(shè)計中最重要的考慮因素之一是重量，因為它會對無人機的性能和效率產(chǎn)生重大影響。

最近的研究表明，無人機的重量會對其性能產(chǎn)生重大影響。例如，較重的無人機在空中往往更穩(wěn)定，因為它們受風(fēng)和其他環(huán)境因素的影響較小。此外，更重的無人機能夠攜帶更重的有效載荷，這有利于航空攝影和監(jiān)視等應(yīng)用。

另一方面，更輕的無人機往往更加敏捷和機動，使它們更適合于賽車和搜索和救援等應(yīng)用。此外，更輕的無人機更節(jié)能，因為它們在空中停留所需的能量更少。

無人機的重量也會影響其成本。一般來說，更重的無人機往往更昂貴，因為它們需要更強大的發(fā)動機和其他部件才能在空中飛行。此外，更重的無人機需要更多的能量才能停留在空中，這可能會增加操作成本。

總之，無人機的重量會對其性能和成本產(chǎn)生重大影響。因此，無人機設(shè)計師在設(shè)計時仔細考慮無人機的重量是很重要的。通過這樣做，他們可以確保他們的無人機針對其預(yù)期的應(yīng)用進行優(yōu)化。

研究無人機材料和結(jié)構(gòu)的耐久性
隨著對無人機的需求持續(xù)增長，了解其制造過程中使用的材料和結(jié)構(gòu)的耐久性的需求也在不斷增長。研究人員測試了各種材料的強度和彈性，如碳纖維、鋁和塑料，以及用于組裝無人機的生產(chǎn)工藝。

碳纖維被發(fā)現(xiàn)是一種非常堅固和輕便的材料，使其成為無人機生產(chǎn)的理想選擇。鋁也被發(fā)現(xiàn)是一種堅固耐用的材料，而塑料則被發(fā)現(xiàn)是一種輕質(zhì)且具有成本效益的材料。

除了使用的材料，研究人員還研究了用于組裝無人機的組裝工藝。人們發(fā)現(xiàn)，使用螺釘和鉚釘可以在部件之間提供牢固和安全的連接，而使用粘合劑可以提供一種輕量級和具有成本效益的解決方案。

隨著對無人機的需求持續(xù)增長，確保其制造過程中使用的材料和生產(chǎn)工藝具有最高質(zhì)量是非常重要的。

比較不同無人機設(shè)計材料和生產(chǎn)工藝的成本
無人機設(shè)計材料和建造方案的成本差異很大。為了幫助消費者做出明智的決定，我們比較了不同無人機設(shè)計材料和構(gòu)造選項的成本。

無人機機身最常用的材料是塑料、碳纖維和鋁。塑料是最便宜的選擇，平均每磅20美元。碳纖維更貴，平均每磅50美元。鋁是最昂貴的選擇，平均每磅100美元。

說到生產(chǎn)工藝選擇，最常見的是3D打印和傳統(tǒng)制造（層壓、真空袋）。3D打印是最便宜的選擇，平均每小時10美元。傳統(tǒng)制造成本更高，平均每小時成本為50美元。

最后，無人機中使用的電子設(shè)備和組件的成本差異很大。最常見的部件是電機、電池和相機。電機的價格通常在20美元到50美元之間，電池的價格通常在50美元到100美元之間，相機的價格通常在100美元到200美元之間。

總之，無人機設(shè)計材料和建造方案的成本可能會有很大差異。消費者在做決定時應(yīng)該考慮他們的預(yù)算和需求。

據(jù)報道，Corio Generation公司將與TotalEnergies SE等合作伙伴一起，計劃未來七年內(nèi)投資500億美元，在紐約、新澤西、蘇格蘭、英格蘭、中國臺灣和日本等市場進行布局海上風(fēng)電項目，海上風(fēng)電掀起熱潮。據(jù)金甌新材料研究院調(diào)研可知，從去年以來，有許多國際巨頭跨界進入海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)。

今年3月，阿聯(lián)酋國有可再生能源公司——馬斯達爾（Masdar）已成功從德國能源巨頭萊茵集團（RWE）手中收購了Dogger Bank South（DBS）項目49%的股權(quán)，該項目預(yù)計將建成世界上最大的海上風(fēng)電場之一。

2024年1月19日，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省和國土交通省啟動了日本海青森縣沿海海上風(fēng)電場和山形縣湯座鎮(zhèn)沿海的海上風(fēng)電場的招標(biāo)。

去年底，維斯塔斯透露，計劃在波蘭什切青建立一家新的葉片工廠，為其旗艦海上風(fēng)機?V236-15.0 MW生產(chǎn)葉片。新的海上風(fēng)電葉片工廠計劃位于什切青北部，靠近Ostrów Brdowski島，維斯塔斯于2023年2月收購了該場址，該工廠預(yù)計將于2026年開始運營。

2023年12月，國際時尚公司BESTSELLER和H&M集團將投資哥本哈根基礎(chǔ)設(shè)施合作伙伴（CIP）在孟加拉國的第一個海上風(fēng)力項目。

去年7月，巴斯夫殺入海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)圈，其與風(fēng)電龍頭明陽智能將共同建設(shè)和運營一個海上風(fēng)電場，并成立合資公司明陽巴斯夫新能源(湛江)有限公司，其中，明陽將持有90%的股份，巴斯夫?qū)⒊钟?0%的股份。

另外，從世界海上風(fēng)電建設(shè)與規(guī)劃來看，離岸距離大于100km、水深超過50m的深遠海域的風(fēng)能資源更加豐富，德國、英國等歐洲海上風(fēng)電技術(shù)強國已率先布局深遠海風(fēng)電。

當(dāng)然，國內(nèi)企業(yè)也不甘示弱。

首先，作為中國風(fēng)電整機領(lǐng)域的頭部企業(yè)，4月1日，在廣西金風(fēng)新能源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟大會暨金風(fēng)科技第十五屆供應(yīng)商大會上，金風(fēng)科技與北海市政府簽訂了150萬千瓦風(fēng)電項目開發(fā)協(xié)議。北海有綠色能源蓬勃發(fā)展的“風(fēng)口”，資源豐富、政策疊加、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)扎實，為迎接深遠海風(fēng)電發(fā)展做好了準(zhǔn)備。

圖：項目簽約儀式

今年1月29日，三峽能源發(fā)布公告稱擬與中國長江電力股份有限公司、三峽資本控股有限責(zé)任公司共出資10億元，在天津設(shè)立合資公司三峽集團天津能源投資有限公司，全方位布局在津業(yè)務(wù)，重點聚焦環(huán)渤海海上風(fēng)電基地開發(fā)，推進新能源項目開發(fā)建設(shè)。

2024年1月，中國大唐集團新能源股份有限公司成立合資公司，旨在推動海南海上風(fēng)電項目開發(fā)建設(shè)。據(jù)悉，大唐正在海南開發(fā)儋州120萬千瓦海上風(fēng)電項目。

二、為什么要發(fā)展海上風(fēng)電

海上風(fēng)能資源豐富：?近海風(fēng)能具有提供大量清潔、可再生能源的潛力，可滿足海岸線沿線城市的電力需求。根據(jù)調(diào)查可知，在促進近海風(fēng)能利用的條件下，美國近海風(fēng)能的技術(shù)資源潛力超過?4200?千兆瓦，或每年發(fā)電?13500?太瓦時。

減少環(huán)境污染：海上風(fēng)電場與陸上風(fēng)電場有許多相同的優(yōu)點–提供可再生能源；不耗水；提供國內(nèi)能源；不排放環(huán)境污染物或溫室氣體。

更高能量密度：海上風(fēng)場通?？梢岳玫礁鼜妱诺娘L(fēng)力，因此單位面積內(nèi)的能量產(chǎn)出更高，具有更高的能量密度。

避免用地壓力：相比陸地風(fēng)電場，海上風(fēng)電場不需要大面積用地，可以避免對土地資源的過度壓力，同時也不會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成很大影響。

我國海洋資源豐富：我國海岸線全長1.8萬千米，海域面積300多萬平方公里，擁有海上經(jīng)濟發(fā)展的天然優(yōu)勢。

總的來說，發(fā)展海上風(fēng)電是為了實現(xiàn)清潔能源目標(biāo)，減少碳排放，保護環(huán)境，同時為可持續(xù)發(fā)展和未來能源安全打下基礎(chǔ)。

三、全球海上風(fēng)電市場

BNEF?最近公布的《2023?年全球風(fēng)力渦輪機市場份額》報告指出，在全球最大市場中國的新增裝機容量激增之后，全球開發(fā)商的裝機容量比?2022?年增加了?36%。全球新增風(fēng)力發(fā)電量中，陸上風(fēng)力發(fā)電量約為?107GW，占90%，海上風(fēng)力發(fā)電量為?11GW。在海上風(fēng)電市場，中國的新增裝機容量為?7.6 千兆瓦，再次成為最大的海上風(fēng)電市場，占 2023 年全球新增裝機容量的三分之二以上。中國整機制造商明陽智能2023年新增海上風(fēng)電裝機近3GW，同比翻倍，首次成為2023年全球最大的海上風(fēng)機供應(yīng)商。西門子歌美颯（Siemens Gamesa）自從2017年登頂海上風(fēng)電以來，去年已經(jīng)是其連續(xù)第三年未能再次奪得海上風(fēng)電龍頭的地位。

圖源：彭博新能源財經(jīng)報告

盡管從?2022 年開始，英國的海上風(fēng)電新增裝機容量下降了 2GW 以上，但仍保持了第二的位置，而荷蘭則是去年海上風(fēng)電新增裝機容量的第三大市場。

四、海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢

裝備大型化、規(guī)?；c技術(shù)降本：根據(jù)外網(wǎng)的公開信息，2020年的海上風(fēng)機，歐洲平均機型8MW以上，中國僅4-6MW。規(guī)?；a(chǎn)、規(guī)?；_發(fā)風(fēng)場也能降低部分成本，減少輸電基礎(chǔ)設(shè)施費用。

圖：國外主要風(fēng)電場類型（金甌新材料研究院整理）

至關(guān)重要的是，風(fēng)機葉片對于提升風(fēng)能利用率至關(guān)重要，海上風(fēng)電大功率對葉片尺寸要求提升，風(fēng)電葉片大型化和輕質(zhì)化是趨勢。以明陽自主研制的MySE292海上超大型葉片為例，其長度達到了驚人的143米，葉輪直徑達292米，為全球已下線葉輪直徑最大的風(fēng)電葉片。該葉片使用的是中復(fù)碳芯電纜科技有限公司生產(chǎn)的高性能碳纖維拉擠板材。在此趨勢下，碳纖維葉片占比或?qū)⒂瓉碓鲩L。全球來看，風(fēng)機葉片市場玩家較多，國外企業(yè)有TPI、LM等，國內(nèi)企業(yè)包括中材科技、上海艾郎、中復(fù)連眾、天順等。

圖：葉片尺寸和發(fā)電量的關(guān)系

深遠海及漂浮化趨勢：2022年9月15日，美國總統(tǒng)拜登宣布了大規(guī)模建設(shè)浮動渦輪機的計劃，預(yù)計到2035年，浮動渦輪機的發(fā)電量將達到15千兆瓦。浮動渦輪機技術(shù)是將渦輪機連接到錨定或系在海底的浮動結(jié)構(gòu)上的技術(shù)，與固定式渦輪機相比，浮動渦輪機可以安裝在更深的水域，例如，洪堡風(fēng)力發(fā)電場的水深將近?3000?英尺。另外，歐洲新建風(fēng)電場正在逐步遠離海岸線。2019年歐洲在建的海上風(fēng)電項目平均離岸距離就已經(jīng)達到了59km，英國的Hornsea1風(fēng)電場、德國的EnBWHoheSee和EnBWAlbatros風(fēng)電場離岸距離都超過了100km，而在新開標(biāo)的風(fēng)電場中，最遠離岸距離已達到220km。國內(nèi)同樣快速推進！2023年，三峽能源浮式海上風(fēng)電平臺全耦合動態(tài)分析及裝置研制項目順利通過專家驗收評審會。另外，早在2021年，“三峽引領(lǐng)號”在中國南海廣東陽江海上風(fēng)電場正式并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著我國已具備自主研發(fā)、制造、安裝、運行大容量抗臺風(fēng)漂浮式海上風(fēng)電機組的能力。業(yè)內(nèi)人士表示，隨著海上風(fēng)電資源開發(fā)的逐漸飽和，風(fēng)力發(fā)電向深遠海發(fā)展成為趨勢，漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)不斷取得新突破，加速了遠海海上風(fēng)資源的開發(fā)。

圖：海上風(fēng)電場

金甌新材料研究院

圖：C919 飛機的各類材料應(yīng)用比例如圖所示

圖：國產(chǎn) C919 飛機

復(fù)合材料優(yōu)勢

（一)具有高度通用性

復(fù)合材料不受傳統(tǒng)材料的限制，能夠模制成復(fù)雜的配置，構(gòu)建定制的零件以滿足飛機特定要求。

（二）具有高比強度和比剛度

復(fù)合材料重量輕，強度和剛度大，將其應(yīng)用于飛機部件，可大幅減重，降低制造成本。

（三）具有極強的耐候性和抗疲勞性

復(fù)合材料可承受異常高溫且耐疲勞，主要應(yīng)用于建造飛機和航天器的主要承重結(jié)構(gòu)，例如機翼、機身、起落架、發(fā)動機艙等。

（四）具有優(yōu)越的減振性能

復(fù)合材料的纖維和基體界面的阻尼較大，振動衰減時間較短，因此具優(yōu)異的減振性能。

機體主要復(fù)合材料使用情況

01?碳纖維樹脂基復(fù)合材料

C919 大型客機是國內(nèi)首個使用 T800級高強碳纖維復(fù)合材料的民機。相比 T300級材料， T800級材料強度、模量更高，韌性更強，具備更好的抗沖擊性。C919 受力較大的部件，如后機身和平垂尾等都使用了 T800級碳纖維復(fù)合材料。其發(fā)動機風(fēng)扇葉片也采用碳纖維復(fù)合材料。C919 上使用的 T800 材料采用增韌環(huán)氧樹脂基體，拉伸強度和拉伸模量較 T300 提高約 50%，其是目前國際上民機主承力結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛的復(fù)合材料。

02?玻璃纖維復(fù)合材料

相比碳纖維復(fù)合材料，玻璃纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能稍低。然而，碳纖維介電常數(shù)較高而影響雷達工作，故 C919 大型客機的雷達罩使用玻璃纖維復(fù)合材料。另外機體受力較小的部件，如襟翼也使用玻璃纖維復(fù)合材料。因為玻璃纖維復(fù)合材料成本比碳纖維復(fù)合材料低，在受力較小部件上應(yīng)用，既可達到設(shè)計要求，又可降低制造成本。

03?陶瓷基復(fù)合材料

陶瓷基復(fù)合材料是指在陶瓷基體中引入增強材料，形成以引入的增強材料為分散相，以陶瓷基體為連續(xù)相的復(fù)合材料。其具有耐高溫、耐磨、抗高溫蠕變、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異性能，在航空、航天等眾多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。其中，C919的渦輪部件則是采用陶瓷基復(fù)合材料。

04?芳綸蜂窩材料

C919?大型客機艙門和客貨艙地板使用芳綸蜂窩材料，其是采用酚醛樹脂浸漬的芳綸紙制成的輕質(zhì)高強非金屬仿生芯材制品。它模仿蜜蜂的蜂巢設(shè)計，具有穩(wěn)定、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)和高比強度。與泡沫芯材相比，它具有更高的剪切強度；與金屬蜂窩相比，它更加耐腐蝕。另外，芳綸蜂窩材料還具有高韌性、良好的抗疲勞性能和防火性能，是理想的民機復(fù)合材料。

05?芳砜綸纖維

芳砜綸簡稱 PSA 纖維，由聚砜酰胺組成。其具有優(yōu)良的電絕緣性和耐熱性；具有高阻燃性能，極限氧指數(shù)超過 30%；具有優(yōu)異的耐化學(xué)穩(wěn)定性，除了幾種極強的溶劑和濃硫酸外，常溫下不易受到化學(xué)品腐蝕。芳砜綸不僅可以用于制作多種耐高溫濾材和高溫高壓電器中的絕緣材料，而且還可加工成運輸工具中的高級阻燃織物等。C919 機艙內(nèi)部首次啟用芳砜綸纖維制作椅罩、門簾，飛機減重至少 30 公斤以上。

圖：復(fù)合材料在 C919 飛機上的應(yīng)用部位示意圖

復(fù)合材料未來發(fā)展趨勢

2022 年全球航空復(fù)合材料市場約為 300億美元，預(yù)計 2027 年將達到 516億美元。復(fù)合材料具有卓越的性能，可以可承受嚴苛的條件，是航空航天結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的支柱。隨著全球?qū)?jié)油飛機的需求不斷增長，未來飛機結(jié)構(gòu)復(fù)合材料化的趨勢將不斷擴大。目前，國內(nèi)航空高端碳纖維復(fù)合材料主要依賴日美進口。國內(nèi)光威復(fù)材、博云新材等復(fù)合材料制造商一起開展同 C919 的適航認證工作，其研發(fā)的復(fù)合材料有望進入 C919 產(chǎn)業(yè)鏈。此舉有助于加大復(fù)合材料國際市場占比，同時減少進口受制于人的局面。

一、汽車尾門輕量化材料與結(jié)構(gòu)

尾門上常用的輕量化材料按種類分主要有金屬材料和非金屬材料。金屬材料尾門有鋼尾門、鋁合金尾門和鎂合金尾門；非金屬材料尾門主要有SMC尾門、PP-LGF尾門和碳纖維尾門等。尾門的結(jié)構(gòu)通常由內(nèi)板、外板和加強板構(gòu)成（見圖1）。外板的主要作用是滿足造型對型面的需求，也滿足一些外飾件，如擾流板、玻璃、飾板和尾燈等零件的安裝和定位需求；內(nèi)板是尾門的重要結(jié)構(gòu)件，對尾門的剛度起決定性作用，同時也為線束、天線、水管和內(nèi)飾等零件提供安裝和定位點；加強板的主要作用是局部補強，對強度或者剛度要求較高的區(qū)域提供加強作用。

二、汽車尾門輕量化材料的應(yīng)用

鋼尾門是最常用的尾門材料，因其原材料價格低，成型和連接工藝成熟，使其在汽車上的應(yīng)用極其廣泛。目前在絕大多數(shù)市場上銷售的汽車，其尾門材料都是鋼。通常提高鋼尾門輕量化的方法為結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料減薄，減重效率通常在5%?10%。但是隨著結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化和材料減薄，零件的性能也會有不同程度的下降，其減重效率有不可突破的天花板。因此采用輕量化材料是進一步提升輕量化效果的選擇，下文將對不同輕量化材料在尾門上的應(yīng)用作具體解釋和說明。

1.鋁合金尾門

鋁是一種常見的輕量化材料，其密度為2.7g/cm3。鋁合金尾門相比傳統(tǒng)鋼尾門減重能夠達到30%-40%，具有非常好的輕量化效果。鋁合金尾門在奧迪、奔馳和寶馬品牌的高端車型中經(jīng)常使用，如奧迪A8L、寶馬740Li和奔馳S450等，合資品牌中的中高端車型，如別克GL8和別克Ve?lite5、以及國產(chǎn)車型中的理想One等也都有應(yīng)用。

鋁合金尾門的成型工藝有沖壓成型和鑄造成型。目前大多數(shù)產(chǎn)品使用的是鋁板沖壓成型，常用的鋁板厚度為0.8-1.5mm，鋁板沖壓具有成本低、效率高及表面質(zhì)量好的優(yōu)點。但是同樣因為鋁板本身的特點會導(dǎo)致產(chǎn)品比較脆，其斷裂延伸率僅為22%（見圖2），約為常用鋼尾門材料的一半，在沖壓過程中容易開裂，所以其成型性相比鋼尾門較差。除了沖壓成型的鋁板，還有薄板鑄鋁，也可以用作鋁內(nèi)板的成型材料，鑄鋁在尾門上的應(yīng)用可以通過設(shè)計壁厚來實現(xiàn)集成加強件（見圖3），達到減少零件數(shù)量的目的，但是因為鑄件的表面有較多的孔隙，并不適合用作外板，只能與沖壓鋁板配合使用。

2.鎂合金尾門

鎂是所有結(jié)構(gòu)金屬中最輕的，密度只有1.738g/cm3。其密度是鋁的2/3、鋼的2/9。鎂具有較高的比強度和比彈性模量、良好的剛性、較高的阻尼性能和減振抗沖擊能力。在相同的結(jié)構(gòu)下，與先進的高強度鋼、鋁、塑料聚合物和玻璃纖維加固聚合物（GFRP）相比，鎂合金具有更優(yōu)的減重效果。

根據(jù)鎂合金的成型工藝，目前有兩種鎂合金尾門，一種是鑄造成型鎂合金尾門；另外一種是薄板熱脹成型鎂合金尾門。鑄造在鎂合金的成型工藝上占主導(dǎo)地位，目前已經(jīng)量產(chǎn)應(yīng)用的有克萊斯勒的大捷龍等；鎂合金板熱脹成型工藝在通用汽車的某款三廂車后蓋上也得到了量產(chǎn)應(yīng)用（見圖4）。相對鑄造成型，鎂合金板熱脹成型的零件，其壁厚最薄可以達到1.2-2.5mm，因其壁厚更薄，相對鑄造鎂合金尾門來說減重效率會更高。

但是由于鎂合金的表面質(zhì)量不好，無法達到外觀面的要求。因此只能作為結(jié)構(gòu)件內(nèi)板使用，外板則采用鋼或者鋁材料。當(dāng)與異種材料連接時，需要注意鎂合金的防腐處理，以免出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕反應(yīng)（見圖5）。

3.SMC復(fù)合材料尾門

SMC（Sheet Molding Compound）材料是一種熱固性材料，具有優(yōu)異的機械性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性。同時SMC材料的可設(shè)計性也很好，可以通過設(shè)計料厚和結(jié)構(gòu)，將在金屬上需要拆分的加強板設(shè)計到一個內(nèi)板上，實現(xiàn)系統(tǒng)的集成并降低制造成本及縮短尺寸公差等。一些歐系品牌更多采用SMC尾門，比如路虎、諦艾仕和沃爾沃等都有相應(yīng)的產(chǎn)品推出。

SMC零件一般采用模壓成型工藝，這是一種介于沖壓工藝和注塑工藝之間的特殊成型工藝，零件原材料通過預(yù)加工被切割成大小和厚度不等的片狀材料放入模具中，將模具加熱使樹脂受熱發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，并通過模具加壓實現(xiàn)一定形狀的成型。通過模壓成型的零件，通常需要切邊和去毛刺，還需要通過后沖孔來完成零件開孔的需求，因此無法實現(xiàn)精確的零件尺寸公差。

SMC在材料配方中不可避免地會用到醛，因此需考慮SMC零件會有VOC氣味。目前有一些國內(nèi)的整車企業(yè)在研發(fā)低VOC的SMC產(chǎn)品配方，相信其成功開發(fā)能解決一部分對VOC較為敏感的汽車企業(yè)的需求。

SMC尾門有兩代產(chǎn)品。第一代產(chǎn)品，其尾門內(nèi)外板都由SMC材料成型，由于SMC材料良好的耐溫性，使得SMC尾門可以隨整車進行噴漆和涂裝。并且可以使用與金屬尾門同樣的安裝工藝，在整車企業(yè)的車身或者油漆車間進行裝配，其整車工藝的兼容性非常好。但是SMC材料作為外觀面，容易產(chǎn)生表面缺陷；因此市場上出現(xiàn)了第二代SMC尾門，其內(nèi)板為SMC材料，外板為PP。PP為注塑成型，成型后可以通過線下涂裝，涂裝后與SMC內(nèi)板粘接成總成，再運送至整車企業(yè)的總裝車間安裝上車。PP解決了SMC材料作為外板容易產(chǎn)生外觀缺陷的問題，但是由于PP材料無法耐受整車企業(yè)油漆車間的高溫，必須在線下涂裝，因此其零件成本較高。

4.PP-LGF復(fù)合材料尾門

PP-LGF尾門是近幾年來新興的一種尾門材料，常用的內(nèi)板是PP混合30%或者40%的玻纖，外板為PP材料，加強板是金屬（見圖6）。目前已經(jīng)上市采用PP-LGF尾門的車型有日產(chǎn)奇駿、標(biāo)志308S以及別克某車型等。PP-LGF內(nèi)板常用的成型工藝為注塑成型，可以與金屬加強板一起嵌件注塑成型，也可以單獨注塑成型。

PP-LGF內(nèi)板常用的厚度為2.5-3.5mm，設(shè)計中可以利用注塑工藝的優(yōu)勢，設(shè)計壁厚和各種加強筋，提高零件的結(jié)構(gòu)強度和剛度，同時利用金屬加強板對需要補強的位置實施加強，以達到與金屬尾門相當(dāng)?shù)男阅堋?/p>

PP-LGF尾門相對傳統(tǒng)鋼尾門的優(yōu)勢為造型自由度更高、零件集成度更高、輕量化程度更高以及組裝模塊化程度高等。當(dāng)尾門集成一部分外飾和內(nèi)飾的情況下，PP-LGF尾門可以減少零件數(shù)量，提升開發(fā)效率，并且在最理想的情況下將尾門上的所有零件放在尾門供應(yīng)商處安裝，而在整車企業(yè)實現(xiàn)尾門模塊化裝配，提升裝配效率。但是PP-LGF尾門在熱膨脹方面也存在不足，需要在設(shè)計中注意高低溫變形，避免在極限工況下尾門開合過程中與周邊零件發(fā)生干涉。并且由于非金屬材料和金屬材料的斷裂屬性不一樣，因此要特別關(guān)注安全碰撞的結(jié)果，以便根據(jù)碰撞的分析結(jié)果調(diào)整設(shè)計，從而解決問題。

5.碳纖維復(fù)合材料尾門

碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料（CFRP）是先進復(fù)合材料的典型代表，碳纖維的原材料為石油提取物，將提取出來的白色丙烯酸纖維細線經(jīng)過拉伸、烘烤，直至變成黑色，就形成了碳纖維——這是一種比人類頭發(fā)還細，但比鋼鐵還堅硬的材料，碳纖維具有密度小、力學(xué)性能優(yōu)異、耐熱及耐低溫等優(yōu)點。但由于價格和生產(chǎn)過程繁復(fù)等原因在批量生產(chǎn)上并未有較好的應(yīng)用，價格和生產(chǎn)效率成為制約碳纖發(fā)展的瓶頸。新款普銳斯PHV尾門采用CFRP減重3kg。但是因為碳纖維對環(huán)境不友好，很難被自然分解，因此零件報廢和回收將成為難點。

對于連續(xù)碳纖成型的尾門，一般先對碳纖維進行編制、鋪層（見圖7），最后通過RTM工藝成型零件。對于非連續(xù)的玻纖增強復(fù)合材料尾門，可以通過注塑成型。

通過CAE探索了碳纖維尾門的可行性。結(jié)果顯示，碳纖維尾門完全能夠達到尾門的強度和剛度要求。但是從成本和收益來說，碳纖維尾門的性價比較低，距離未來的大規(guī)模應(yīng)用還需要一段時間。

三、汽車尾門輕量化材料的趨勢

目前市場上的車型中鋼尾門仍然占主導(dǎo)地輕量化材料的尾門也各有優(yōu)勢，鋁尾門和碳纖維尾門在減重方面效率更高；而PP-LGF尾門在造型和集成化方面則更有優(yōu)勢。隨著新能源汽車的興起，對尾門的輕量化、智能化以及造型多樣化提出了更高的要求。

通過注塑成型的非金屬材料更適合做尾門外板（如PP等），更適合造型多樣的變化要求；同時非金屬材料還具有透波甚至透光的特點，能夠為整車造型和智能化提供更多的拓展空間。而對于尾門內(nèi)板和加強板來說，主要承載著滿足結(jié)構(gòu)強度和性能要求的任務(wù)，因此強度更好的金屬和碳纖維材料更適合。

從未來尾門輕量化材料的發(fā)展趨勢來看，混合材料將成為一種趨勢（見圖8）。單種材料各有優(yōu)勢和劣勢，混合材料尾門則能利用每種材料的特點，在合適的位置選用合適的材料，發(fā)揮每一種材料的優(yōu)點，使尾門的輕量化達到更優(yōu)的水平。

四、結(jié)語

尾門輕量化材料只是整車輕量化的一部分。目前汽車行業(yè)正在經(jīng)歷著從傳統(tǒng)燃油車到清潔能源車轉(zhuǎn)換的歷史階段，對整車各個零部件都有著不同的挑戰(zhàn)，而零件輕量化就是其中一個重要的需求。相信隨著金屬材料和非金屬材料的進一步研發(fā)和成本優(yōu)化，將會有更多適合輕量化設(shè)計的材料出現(xiàn)，輕量化尾門也會出現(xiàn)更多的組合，進而給客戶提供更優(yōu)質(zhì)的體驗。

一、什么是玻纖增強聚氨酯材料

它是由玻璃纖維和聚氨酯樹脂進行復(fù)合通過先進的拉擠工藝加工而成的聚氨酯復(fù)材。玻纖增強聚氨酯復(fù)合材料（以下簡稱聚氨酯復(fù)材）早期因為強度高、韌性好、沖擊強度好、耐磨性好，廣泛應(yīng)用于汽車輕量化、高鐵枕木、風(fēng)電葉片、航空航天等高端制造，現(xiàn)在用于門窗上使整體性能得到很大提升，為節(jié)能門窗提供更好的材料選擇，可以顯著提高門窗節(jié)能指標(biāo)，滿足建筑節(jié)能的要求。

二、聚氨酯復(fù)材優(yōu)異性能的具體表現(xiàn)

1.聚氨酯復(fù)材保溫性能好

聚氨酯復(fù)合型材擁有很低的導(dǎo)熱系數(shù)（0.34 W/m?k），只有鋁合金的約1/700，是優(yōu)良的絕熱材料。聚氨酯復(fù)材95系列門窗，型材U值僅為0.68，無需增加斷橋配置，K值為0.8的三玻二腔的玻璃，整窗傳熱系數(shù)K值可以達到0.91 W/㎡· K。

2.聚氨酯復(fù)材尺寸穩(wěn)定性好

聚氨酯復(fù)材的膨脹系數(shù)為0.64（10-5K-1），與混凝土膨脹系數(shù)最為接近，穩(wěn)定性高且耐水泥腐蝕，制成的門窗歷經(jīng)冬夏幾十度的溫差，窗體與墻體變形尺寸差極小，避免窗框與墻體因熱脹冷縮差異而產(chǎn)生縫隙，進一步提高了門窗的密封性和保溫隔音性能。因此聚氨酯復(fù)材系統(tǒng)窗超級隔音，隔聲性能≥42dB。

3.聚氨酯復(fù)材耐火性好

玻纖增強聚氨酯門窗僅需簡單的防火措施并配以耐火玻璃，制作的門窗即可滿足耐火要求，相對于鋁合金和塑鋼門窗，玻纖增強聚氨酯型材燃燒時的特性賦予了玻纖增強聚氨酯門窗先天性的優(yōu)異耐火性能。以不燃材料玻璃纖維為主要成分，聚氨酯復(fù)材熔點高達1000℃以上，本身耐火性好，無需鋼襯，既滿足節(jié)能設(shè)計需求，也滿足整窗耐火完整性0.5-1.5小時。

4.聚氨酯復(fù)材強度高

聚氨酯復(fù)材密度小，比鋁合金輕25%，但彎曲強度是鋁合金的5倍，超高的強度使其型材截面比鋁合金小10%，可以做高通透門窗，大大提高居家視野。

5.聚氨酯復(fù)材美觀度好

聚氨酯復(fù)材表面采用高端環(huán)保水性聚氨酯涂料，廣泛應(yīng)用于高端汽車，色彩豐富，耐候性表現(xiàn)優(yōu)異，耐沖擊。

6.清潔生產(chǎn)碳排放更低

鋁材制造過程中，電解和多步的熔融加工過程均為能耗極大的過程，而玻纖增強聚氨酯的玻璃纖維制造僅經(jīng)過了一次高能耗的熔融過程，而系列化的化學(xué)反應(yīng)過程也決定了聚氨酯樹脂制造過程的低能耗。在力學(xué)性能上，聚氨酯替代鋁材使用具有超高強度的性能優(yōu)勢，在制造能耗，聚氨酯拉擠型材替代鋁材使用，可產(chǎn)生明顯的降低碳排的作用。經(jīng)過測算碳排放：玻纖增強聚氨酯型材制造過程碳排放僅僅為鋁合金型材的1/8。

玻纖增強聚氨酯材料特點

材料創(chuàng)新大幅提升了建筑幕墻門窗的保溫、耐火性能，整窗具有高效節(jié)能、耐火性好、隔音降噪、質(zhì)輕高強、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)腐蝕等綜合特點，是一種新一代節(jié)能幕墻門窗產(chǎn)品。

聚氨酯復(fù)合材料幕墻龍骨也是節(jié)能幕墻的最優(yōu)型材選擇，升級的二代幕墻系統(tǒng)保溫性好，經(jīng)濟性好，外觀性更好，安裝也更便捷。

玻纖增強聚氨酯門窗

三、門窗領(lǐng)域聚氨酯多種多樣的材料應(yīng)用

門窗領(lǐng)域多元化的聚氨酯材料應(yīng)用：聚氨酯復(fù)合材料附框、聚氨酯復(fù)合材料隔熱條、門窗灌注聚氨酯膠、防水透氣膜隔氣膜、預(yù)壓膨脹密封帶、高密度聚氨酯隔熱墊塊等產(chǎn)品。

玻纖增強聚氨酯附框

四、未來展望

未來聚氨酯低碳節(jié)能窗必將成為門窗行業(yè)的關(guān)注熱點，隨著我國建筑品質(zhì)加快提升，超低能耗建筑也將成為高品質(zhì)住宅的典型代表，而歷經(jīng)時間考驗的材料才是好材料，玻纖增強聚氨酯型材非常適用于高品質(zhì)建筑、超低能耗建筑，將對我國的建筑門窗行業(yè)發(fā)展將起到積極推動作用。

萬華化學(xué)集團股份有限公司??李翔

（1）高強玻璃纖維

按照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2078對玻璃纖維分類定義，有S級高機械強度的玻璃纖維和R級高強玻璃纖維。前者是高強硅鋁鎂系統(tǒng)玻璃拉制的，后者是硅鋁鈣鎂系統(tǒng)玻璃。這2類高強玻璃纖維在國外均有制造和應(yīng)用。S級高強玻璃纖維由美國OCV公司發(fā)明于20世紀60年代，商品牌號為S-2，R級高強玻璃纖維由法國Saint-gobain公司發(fā)明，目前聯(lián)手OCV公司經(jīng)營，國內(nèi)主要是S級高強玻纖，如中材科技股份有限公司定型生產(chǎn)的HS2和HS4。

（2）石英玻璃纖維

石英玻璃纖維作為一種電絕緣性、耐溫性、機械性能極優(yōu)的特種纖維，在航空、航天、軍工、高溫隔熱、高溫過濾等方面有著廣泛的應(yīng)用。石英玻璃纖維的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗是所有礦物纖維中較低的，在高溫和高頻率下，它的電絕緣性也表現(xiàn)的非常優(yōu)秀，再加上低密度、不吸濕性和優(yōu)秀的機械性能，使它成為雷達罩、電磁發(fā)射窗口和低介電透波部件的首選材料。

（3）特種無堿玻璃纖維

無堿玻璃纖維在航空復(fù)合材料上應(yīng)用是以精細織物預(yù)浸料為主，單絲直徑不大于9μm，這類玻璃纖維織物經(jīng)緯密度高，要求布面平整度高且外觀質(zhì)量好。制成的復(fù)合材料除了具有良好的耐腐蝕性和電絕緣性能外，還具有較強的抗層間剪切撕裂性能。由于碳纖維復(fù)合材料與鋁合金組合應(yīng)用時會發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，可采用玻璃纖維復(fù)合材料對碳纖維復(fù)合材料與金屬件之間進行隔離或防護。

（4）玻璃微纖維制品

玻璃微纖維制品采用單纖維平均直徑在3μm以下的微纖維為基體材料，經(jīng)過濕法、干法成氈或外覆特制的玻璃纖維布縫合而成。根據(jù)使用要求，微纖維可以是無堿、玄武巖、高硅氧、石英等玻璃纖維，微纖維制品具有不燃(A級)、耐高溫、容重低、良好的耐堿性、抗熱震性等優(yōu)點。

來源：復(fù)材應(yīng)用技術(shù)