顺盈注册创新热塑性复合材料修复、中车智轨的玻璃钢制备车顶、第二代碳纤维复合材料风帆超大型油轮、2022年上半年我国玻璃纤维新增产能……本期微信整理了一些近期复合材料相关技术、材料与应用的新闻。一起来看看吧！

　　德国航空航天中心 (DLR) 2015启动的一个研究项目，旨在开发一种技术，用于在足够高的温度下为高性能热塑性航空结构应用复合材料修复补丁。时至今日，这项技术被称为 FlexIn Heat，已用于热固性和热塑性复合材料的修复和制造。

　　在这个关于航空件修复的项目中，其中提供加热解决方案的是一家德国斯图加特的公司msquare GmbH，它具有基于电磁感应的柔性加热系统，能够在高温下固化零件。

　　该公司一直致力在寻找用于对 PEEK 和 PEKK 等高性能材料进行全面维修的加热解决方案。目前开发了利用电磁感应（通过电磁场通过电产生热量）的解决方案并申请了专利，该技术可达到 400°C 的柔性加热。并将该技术称之为FlexIn Heat。

　　FlexIn Heat 系统由多个组件组成。其主要组成件Red300 是一款移动式热焊机和控制器，可与热电偶传感器连接并以数字方式记录数据。它连接到定制设计的三层产品：内部带有感应线圈的硅胶加热毯、绝缘层和导电金属片，也称为感受器。这些通过定制的纤维铺放 (TFP) 缝合在一起，形成约 2 毫米厚的产品。

　　据称此感应系统不会直接产生热量。相反，它会产生电磁场。当导电感受器材料进入电磁场时会产生热量。感应器内形成涡流，几乎瞬间且均匀地产生非常高的温度，可达 400°C。

　　且无论磁性如何，感受器可以是任何金属，也可以是碳纤维，尽管后者的导电性不如金属。

　　FlexIn 加热系统。Red300 热焊机产生电能，当引入感应毯时，会产生一个电磁场，该电磁场与导电感受器材料接触以产生热量。然后可以使用加热的毯子将修复补丁应用于复合部件，或在制造过程中固化部件

　　除了达到热塑性塑料所需的温度外，该解决方案还提供精确的局部加热，因为感应毯本身没有被加热，只有感受器被加热。使用者可将这些感受器切割成只加热修复区域所需的形状。

　　Msquare 还开发了热粘合机和控制单元，以及与该系统一起使用的软件。这些包括编程到特定的加热斜坡，如果需要，可以使用多个梯度加热阶段，或受控冷却阶段。加热毯可以在冷却过程中加热以实现更平缓的温度冷却，或使用冷却管来冷却感应线圈。在使用热塑性复合材料时，这种控制水平尤其重要。

　　除了感应热粘合机和加热毯系统，此FlexIn Heat系统还提供使用电阻空气加热的系统。这些也可用于修复或固化热固性或热塑性复合材料。

　　据称FlexIn Heat 自商业化以来，已用于多个航空复合材料修复项目，包括空客车公司（法国图卢兹）。

　　2022年9月6日10时24分，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将微厘空间低轨导航增强系统S3/S4试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。微厘空间S3/S4试验卫星将在轨开展导航增强等技术验证试验。此次任务是快舟一号甲运载火箭的第17次飞行，也是该型火箭2022年第3次执行发射任务。

　　快舟一号甲运载火箭是我国成功研制的首个小型固体运载火箭，具备国际通用接口，主要为300公斤级低轨小卫星提供发射服务，具有飞行可靠性高、入轨精度高、准备周期短、保障需求少、发射成本低等优势，主要用于商业航天发射任务。全长20米，起飞重量约30吨，兼具快速集成、快速入轨等特点。

　　中国建材集团所属哈玻院和北玻有限参与研制生产多项产品助力卫星成功发射。快舟一号甲运载火箭的主承力架、整流罩后罩、过渡段及三级发动机壳体这四种大型复合材料产品均由集团所属哈玻院研制生产，产品具有轻质高刚高强、承载能力大、精度高等特点。

　　此外，火箭发动机配套的关键部件喷管一级、二级、三级扩散段产品由集团所属北玻有限研制生产，此关键部件材料在工作中要承受飞行中的高温、高压、高速二相粒子流冲刷，提供喷管耐烧蚀、抗冲刷和隔热性能，确保火箭发动机安全、可靠地工作。

　　9月3日，由航空工业一飞院研制的“启明星50”大型太阳能无人机在陕西榆林首飞成功。该机是航空工业研制的首款超大展弦比高空低速无人机，首次采用双机身布局的大型无人机，第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机平台。该机是一款能够在高空连续飞行的“伪卫星”，其利用高效、清洁、绿色、环保的太阳能，可长时间留空飞行，执行高空侦察、森林火情监测、大气环境监测、地理测绘、通信中继等任务。

　　此次首飞成功，为航空工业大型太阳能无人机发展和型号立项奠定了坚实基础，将进一步推动我国新能源领域、复合材料领域、飞行控制领域等关键技术发展，提升我国向临近空间及远洋远海执行任务的能力。航空工业将以此为契机，面向市场、面向需求，抓紧机遇，乘势而上，加快推进科技创新，加大创新研发投入，全面加速大型太阳能无人机的研制工作，持续引领行业自主创新发展。

　　9月6日，两列三编组智轨电车缓缓驶出位于湖南株洲的中车智行科技有限公司(下称“中车智行”)制造厂区。随后，它们将从广州港“出海”运往“一带一路”沿线国家阿联酋。这是中车智轨首个批量交付的海外项目。

　　智轨是中车株洲电力机车研究所有限公司自主研发且全球首创的一种新型绿色交通工具。2022年7月，北方国际联合中车智行，与阿联酋正式签署智轨项目。本次交付的首批智轨，由中车智行株洲基地和宜宾基地共同生产制造。

　　中车株洲电力机车研究所有限公司副总经理陈剑表示，此次交付的智轨车辆采用了“定制化”设计，车顶采用玻璃钢材质的滑动顶罩，喷涂优质热氟涂料，可防止太阳直射高温，同时提升空调性能，较好地增加了车内舒适度；储能系统配备水冷系统，在高温下可循环冷却，充电10分钟可补充70千瓦时(750V/868A)功率，单次充电续航里程可达到80公里。

　　8月29日，中国船舶集团旗下大船集团为招商轮船建造的30.8万吨原油船100号船顺利完成航海试验。该船配备第二代风帆装置，是新一代节能降耗船型的典范。

　　本船安装了两对硬质翼型风帆，该风帆是由大船集团牵头，联合招商轮船、中国船舶702所、中国船级社、中国造船工程学会、大连海事大学、大连理工大学及中船综合院等单位自主研制的。帆叶结构首次应用碳纤维复合材料，具有轻质、高强和高耐海洋环境特性，高自主智能控制系统显著提升了风帆对于船舶复杂营运工况的适应性和风帆作业效率。

　　风帆二期工程的帆叶首次应用碳纤维复合材料，具有新材料、新工艺特征。四套风帆安装周期仅用15天，控制系统调试周期20天，完成了400余个风帆系统报警点交验，保证了试航节点按期实现。

　　试航过程中，试航指挥部科学高效安排交验顺序，将风帆试验项目与常规试航项目融合进行，66项交验项目全部一次通过报验。风帆性能验证经过低位寻优和升帆寻优测试，实船油耗降低效果明显，实现设计节能指标和面向工程化应用的项目研制目标。本次试航周期7天完成所有交验项目，实现了“翼型风帆助推系统工程化应用”科研项目的重要节点。

　　2022年上半年我国玻璃纤维新增产能58万吨，下半年仍有约70万吨在建产能计划投产。

　　2022年上半年，我国玻璃纤维纱累计产量同比增长9.9%，其中6月产量同比增长6.8%。受能源政策影响，行业自去年下半年至今年一季度新投产池窑项目较少，行业已连续两个月保持低速温和增长势头。但随着后续池窑新建项目陆续通过能源审批，二季度开始新建池窑投产项目逐渐增多。据调研统计，上半年我国玻璃纤维新增产能58万吨，下半年仍有约70万吨在建产能计划投产，因此后续整体市场供需关系仍将持续承压。

　　增强用毡布制品方面，上半年全国新增风力发电装机总量1294万千瓦，同比增长19.4%；完成风电工程投资567亿元，同比下降31.4%。上半年风电织物需求略有回落，但考虑到国家“双碳”目标实施所带来的长期利好，叠加风电整机行业补强玻纤原料供应链保障需求驱动影响，近期风电纱及风电织物产能扩张意愿强烈。

　　工业用毡布制品方面，上半年全国房地产开发投资68314亿元，同比下降5.4%。其中住宅投资51804亿元，下降4.5%，受房地产宏观调控及市场持续低迷影响，各类建筑保温、装饰用玻纤制品需求较为低迷。与此同时，上半年新能源车产量274.8万辆，同比增长111.2%，受国内新能源汽车快速发展带动，各类绝缘用玻纤制品需求则继续逆势上扬。

　　电子用毡布制品方面，上半年全国集成电路产量1161亿块，同比下降6.3%，移动手机产量7.44亿台，同比下降2.7%，微型计算机产量2.12亿台，同比下降5.0%。受芯片供应短缺、市场需求下降、供应链受阻和能源成本居高不下等综合因素影响，上半年玻纤电子用毡布制品价格及销量整体处于下行区间。

　　3.玻璃纤维增强复合材料制品2022年上半年，我国规上企业玻璃纤维增强塑料制品累计产量同比增长7.67%，其中，6月单月产量同比增长20.3%。在原料价格仍处高位、中高端市场需求持续低迷、新冠疫情持续影响的情况下，上半年复合材料行业有三个月产量增速保持在3.1%及以下。而随着疫情好转、玻纤等原材料价格快速回落，复合材料行业月产量增速显著加快。

　　国家可再生能源实验室（ NREL，美国科罗拉多州戈尔登市）的研究人员正在考虑采用循环经济战略，以减轻风力涡轮机叶片在其使用寿命结束时的影响。

　　这些策略旨在解决不再需要叶片后如何处理这些叶片，包括使用更容易分解的新材料、延长其使用寿命和实施各种回收选择。NREL 的研究人员一直在 研究新型叶片材料，例如热塑性塑料，这些材料本质上更具可回收性，从而在涡轮部件设计的早期阶段整合解决方案。

　　“理想情况下，我们希望看到所有东西都被回收利用，”NREL 的工程分析师、一篇概述需要采取的步骤的新论文的合著者 Aubryn Cooperman 说。

　　然而，实际上，随着风力涡轮机达到其预期的 20 年使用寿命，一些叶片必然会被丢弃，NREL 指出。在过去十年中，美国 90% 以上的风能设施开始发电。预计 在 2025 年至 2040 年间，每年有 10,000 至 20,000 个叶片将达到其使用寿命。

　　研究人员在一篇新论文中指出，风力发电厂的所有者将越来越多地面临如何处理这些叶片的决定，“风能利益相关者的报废行为的区域代表性及其对风力叶片循环的影响。”因此，研究人员指出，了解风电行业利益相关者决策的行为方面被认为至关重要。这些利益相关者涉及从风场运营商到回收业务公司的各个方面。由 NREL 的研究人员开发并公开可用的建模工具是基于 循环经济风代理的模型。

　　研究人员表示，在没有政策变化或回收技术发展的情况下，预计多达 78% 的退役叶片最终将进入垃圾填埋场。据 NREL 称，通过鼓励足够多的早期采用者，回收叶片将成为常态。

　　“切碎叶片使它们更小，更容易运送到回收设施，”Walzberg 补充道。“这是一种容易实现的成果。但你需要能够在运输前切碎叶片。”

　　科学家们在新研究中计算得出，即使在运输前将切碎刀片的成本降低三分之一，也可以将累积垃圾填埋率降低到 50% 以下。另一种涉及促进早期采用回收以使其成为常态的情况可能会使这一数字低于 10%。

　　Walzberg 说，法规也有助于提高回收率，并指出已颁布法律以防止铅酸电池进入垃圾填埋场，并防止旧橡胶轮胎被烧毁。据研究人员称，未来的工作可以研究增加风力涡轮机叶片回收设施的数量如何改变结果。

　　例如，复合材料风力叶片供应链中的供应商、制造商和 OEM 正在提升现有技术，开发更好的回收方法并设计更多可回收的风力叶片，“迈向下一代风力叶片回收”。

　　这项研究的资金来自美国能源部 (DOE) 的先进制造办公室和战略计划办公室。

　　图：电动自行车的电池，其外壳由基于扁平纤维的有机板制成，比传统的电池外壳更轻、更坚固（来源：安斯曼）

　　除了电机，电池是电动自行车的一个重要组成部分，同时也是一个相当大的重量因素。用亚麻纤维制成的电池外壳的生物基轻量化替代品，旨在确保在发生事故时更加安全。来自弗劳恩霍夫研究所可靠性研究所和电池制造商安斯曼的科学家们在生物电池项目中对此进行了联合研究，该项目已于2021年完成。亚麻纤维被推荐为特别耐冲击、有弹性和低劈裂倾向的生物基复合材料。

　　项目的挑战在于高加工温度。基于此，研究人员关注了亚麻纤维，因为与其他天然纤维相比，亚麻纤维具有更好的温度稳定性。为此，电池外壳的有机片是采用专门开发的熔融浸渍工艺制造的，考虑到了天然纤维的特殊性。研究人员最初使用聚丙烯作为亚麻纤维的载体材料。然而，后来的测试表明，生物基聚酰胺可以保证有更好的机械性能。

　　来源：中国复材、中国国际复合材料展览会、航空工业、中国新闻网、中国玻璃纤维工业协会、Composites World、吉林化纤集团、轻量化技术网