新的碳纤维复合材料可以使用热量来修复

2021-11-15 14:03:17   编辑:虞艳琳
导读 华盛顿大学教授 Aniruddh Vashisth 开发了一种新型、非常坚固且重量轻的碳纤维复合材料。这种新型碳纤维复合材料不同于传统的碳纤维,因

华盛顿大学教授 Aniruddh Vashisth 开发了一种新型、非常坚固且重量轻的碳纤维复合材料。这种新型碳纤维复合材料不同于传统的碳纤维,因为它可以反复修复。使用目前的碳纤维材料,一旦损坏,基本上不可能修复或回收材料。

新的碳纤维复合材料与传统碳纤维一样坚固,但具有使用热可反复愈合的优点。热量可以逆转材料的任何疲劳损坏,也可用于在需要回收时分解材料。由于传统碳纤维无法回收利用,开发一种可以使用传统热源或射频加热进行回收或修复的材料是一个重要的发现。

Vashisth 教授说,热源可用于无限期推迟他的新型碳纤维复合材料的老化过程。该材料属于称为碳纤维增强玻璃体 (vCFRP) 的一类。相比之下,如今通常使用的碳纤维材料是碳纤维增强聚合物 (CFRP)。传统上,CFRP 要么是热固性的,要么是热塑性的。热固性品种使用带有化学链接的环氧树脂,将其固定在一起并永久硬化。热塑性塑料品种使用较软的胶水,可以熔化和重新加工,但这样做会影响其强度和刚度。

与其他两种材料相比,vCFRP 依赖于可以链接、断开和重新链接的玻璃体,以提供各种中间立场。项目研究人员认为,vCFRP 材料是许多由热固性塑料制成的产品的替代品,可以防止碳纤维材料在垃圾填埋场中堆积。这种材料将采用塑料的线性生命周期,并将其变成圆形,类似于铝。

当今碳纤维复合材料常用的地方之一是风力涡轮机叶片。这些风力涡轮机叶片的最大缺点之一是材料无法回收。这些刀片的使用寿命也是有限的,而且由于它们无法回收利用,所以当需要更换时,旧刀片会被放入垃圾填埋场。未来几年,数以千计的此类叶片将从用于发电的风力涡轮机上拆除。这些刀片永远不会在环境中损坏,并将永远留在它们放置的地方。

由碳纤维复合材料制成的回收材料(例如风力涡轮机叶片)的问题凸显了风能的一个鲜为人知的挑战。并非所有与可再生电力相关的东西都是可回收的。一些产生清洁电力所需的组件本身就会给环境带来问题。

如果将来可以使用新的 vCFRP 制造这些刀片,也许可以简单地使用热量来更新刀片,使它们再次准备好运行。即使它们无法治愈和重复使用,至少可以使用热量来分解它们,而不是简单地将它们永远埋在垃圾填埋场中。

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