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高性能复合材料制造新工艺
 近来,澳大利亚在一种高级聚合物复合材料的制造技术方面所取得的突破,将会带动航天、船舶及汽车工业的一场革命。

  这种聚合物复合材料质地非常坚硬,质量却很轻,它的强度一重量比大约是一般金属的10倍。据澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的研究员乔纳森·霍奇金博士介绍,这种材料具有优越的性能,但到目前为止大多数生产厂家还没有能力制造。

  隐形战斗机和豪华赛车通常是由这种材料制成的。但是,在材料的制造过程中却存在很多技术问题。该复合材料价格昂贵、耗工时,每个部件都需要在高温高压锅中加工达16个小时。这给材料生产带来很大的困难。

  这种高昂的时间和成本耗费意味着只有航天或赛车工业才能承担得起该材料的生产费用。但是澳大利亚新开发的新型“快步”(Quickstep)工艺改变了这种局面。

  快步工艺是一种快速制造方法,该工艺无需使用高压炉就能制造出质量很高的复合材料产品(可达到航天工业标准)。快步工艺已于423-28日在德国的汉诺威会议上发表。

  该技术利用流体(如水)的热传导生产出航天工业标准的环氧基树脂复合材料,而生产时间却由过去的24小时减到现在的约1小时,如果制造AAA级别汽车及船舶复合材料则生产时间更短。另外,与传统生产方法相比,该工艺所需的设备造价要低得多。

  快步工艺是由西澳大利亚尼尔·格拉哈姆发明的,他已获得了该技术专利。他是在试图制造廉价的航天部件时获得这一重大发现的。快步工艺通过流体震动,采用一种独特的、充液的、压力平衡的流动塑造技术,来生产高级的增强型玻璃纤维复合材料部件。

  快步工艺实现了具有优良性能的大型部件的快速制造。工艺的工作压力为l4磅/平方英寸,而高压炉的工作压力则为60200磅/平方英寸。与传统工艺相比,不仅工艺工作压力低,而且劳动成本也低。流体系统环境意味着;注塑和部件制造是由流体支持的,而不需高压条件。

  由于工作压力不高,快步工艺不需要笨重的建筑构造。此外,蜂窝式和泡沫芯夹层结构也易于制造。

  CSIRO的研究人员已经对多种聚合物纤维系统进行了测试,这其中包括环氧基树脂/碳纤维和乙烯基酯/玻璃纤维。经该工艺制造而成的复合材料纤维含量都很高,通常可超过70%,而且材料孔隙含量极少,已经达到航天工业的质量水平。

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