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碳纖維夾心泡沫是一種昂貴纖維材料,在碳纖維應(yīng)用過程中,價格是主要障礙,性價比影響了它在風(fēng)力發(fā)電上的大范圍應(yīng)用。CFRP比GFRP更具脆性,一般被認為更趨于疲勞,但是研究表明,只要注意生產(chǎn)質(zhì)量的控制以及材料和結(jié)構(gòu)的幾何條件,就足以保證長期的耐疲勞。
直徑較小的碳纖維表面積較大,復(fù)合材料成型加工浸潤比較困難。由于碳纖維葉片一般采用環(huán)氧樹脂制造,要通過降低環(huán)氧樹脂制造的黏度而不降低它的力學(xué)性能是比較困難的,這也是一些廠家采用預(yù)浸料工藝的原因。此外碳纖維復(fù)合材料的性能受工藝因素影響敏感,如鋪層方向,對工藝要求較高。
碳纖維復(fù)合材料透明性差,難以進行內(nèi)部檢查。在大型葉片制造中,由于碳纖維的使用,聚酯樹脂已被環(huán)氧樹脂替代。利用天然纖維——熱塑性樹脂制造的“綠色葉片”近年來也倍受重視,如愛爾蘭的Gaoth公司已負責(zé)制造12.6m長的熱塑性復(fù)合材料葉片,Mitsubishi(三菱)公司將負責(zé)在風(fēng)力發(fā)電機上進行“綠色葉片的試驗”。
如果試驗成功后,他們將繼續(xù)研究開發(fā)30m以上的熱塑性復(fù)合材料標準葉片。 為了降低模具成本,減輕模具重量,大型復(fù)合材料葉片的制造模具也逐漸由金屬模具向著復(fù)合材料模具轉(zhuǎn)變,這也意味著復(fù)合材料葉片可以做得更長。另外由于模具與葉片采用了相同的材料,模具材料的熱膨脹系數(shù)與葉片材料基本相同,制造出的復(fù)合材料葉片的精度和尺寸穩(wěn)定性,均優(yōu)于金屬模具制造的葉片產(chǎn)品。
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