Bahan komposit tentera berprestasi tinggi - gentian aramid

Gentian Aramid mempunyai kelebihan kekuatan tinggi, modulus tinggi, rintangan suhu tinggi, dan ringan. Kertas aramid dan bahan teras sarang lebah aramid yang disediakan daripada mereka mempunyai prospek aplikasi yang luas. Bahan utama yang sangat diperlukan dalam bidang lain.

Nama penuh gentian aramid ialah "fiber poliamida aromatik". Ia mempunyai ciri-ciri yang sangat baik seperti kekuatan ultra-tinggi, modulus tinggi, rintangan suhu tinggi, rintangan asid dan alkali, dan ringan. Gentian Aramid telah berjaya dibangunkan dan dikomersialkan oleh DuPont di Amerika Syarikat pada tahun 1960-an. Gentian aramid tidak digunakan secara langsung sebagai produk akhir, sekurang-kurangnya ia mesti dibuat menjadi fabrik atau bahan komposit yang sepadan.

Kategori dan prestasi gentian aramid mempunyai kesan yang agak besar terhadap prestasi produk akhir. Gentian aramid boleh dibahagikan kepada tiga jenis: ortho-aramid, para-aramid (aramid 1414, PPTA) dan meta-aramid (aramid 1313, PMTA). Antaranya, produk perindustrian terutamanya termasuk meta-aramid dan para-aramid. Bit aramid dua jenis. Kertas aramid yang diperbuat daripada meta-aramid tulen mempunyai kekuatan tinggi, ubah bentuk rendah, rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan kimia, kalis api dan sifat penebat elektrik yang sangat baik, dan digunakan secara meluas dalam pertahanan negara, aeroangkasa, kereta api berkelajuan tinggi dan penebat elektrik dan bidang lain. Para-aramid mempunyai prestasi keseluruhan yang lebih baik daripada meta-aramid, dan boleh digunakan dalam industri aeroangkasa untuk sarung motor roket pepejal untuk peluru berpandu dan bahan struktur sekunder untuk pesawat besar (seperti pintu kabin, tingkap, dsb.), bahagian berkaitan sayap, dsb.), perisai badan, topi keledar kalis peluru, pakaian kalis tikaman dan tahan potong, pakaian kalis peluru EOD, badan plat berlengket, dsb. industri pertahanan.

Daripada gentian aramid kepada bahan teras sarang lebah aramid, ia perlu melalui beberapa siri proses pengeluaran seperti pembuatan kertas dan hot pressing. Mengikut proses dan proses pengeluaran, ia terutamanya melibatkan produk seperti kertas aramid dan bahan teras sarang lebah aramid.

Kertas Aramid ialah bahan baharu berprestasi tinggi yang disediakan daripada gentian aramid gred pembuatan kertas melalui pembentukan basah, kemasan suhu tinggi dan proses lain. Syarikat DuPont Amerika Syarikat berjaya membangunkan kertas aramid pada tahun 1960-an. Kerana sifatnya yang sangat baik seperti kalis api intrinsik, penebat, rintangan suhu tinggi, dan kekuatan tinggi, ia secara beransur-ansur menjadi bahan utama yang sangat diperlukan untuk pembangunan industri dan bidang penting seperti elektronik dan komunikasi.

Sarang lebah Aramid ialah struktur bionik, yang diperbuat daripada kertas aramid melalui satu siri proses kompleks seperti pelekatan, laminasi, penekan panas, pemangkasan, regangan, pembentukan, pencelupan, dan pengawetan. Ia mempunyai enam sisi struktur berbentuk sarang lebah semulajadi. Beratnya yang ringan, kekuatan tinggi, modulus tinggi, kestabilan struktur yang kuat, dan mempunyai kelebihan penebat bunyi, penebat haba, kalis api, dan lain-lain. Ia boleh digunakan sebagai bahan struktur kekuatan tinggi yang ringan (terutamanya sebagai bahan teras), digunakan dalam aeroangkasa, transit rel, pertahanan negara, dll. Kawasan penting. Bahan teras sarang lebah Aramid telah menjadi bahan pengurangan berat yang penting dalam aeroangkasa, transit rel dan bidang lain kerana prestasinya yang cemerlang; pada masa yang sama, digabungkan dengan prepreg, ia menduduki kedudukan penting dalam bidang penyerapan gelombang.

Bahan penyerap struktur sandwic sarang lebah berdasarkan bahan teras sarang lebah adalah bahan penyerap struktur yang penting. Bahan penyerap struktur sandwic sarang lebah digunakan terutamanya dalam bidang stealth radar; ia terdiri daripada sarang lebah aramid yang diresapi dengan agen penyerap dan panel pemancar gelombang, yang mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik dan sifat menyerap. Setakat bahan penyerap struktur sandwic sarang lebah aramid, prestasi penyerapannya bergantung terutamanya pada saiz sarang lebah itu sendiri dan sistem gam yang diresapi. Pada masa ini, bahan penyerap struktur sandwic sarang lebah aramid boleh membentuk penyerapan yang kuat untuk jalur frekuensi 0-18GHz.

1. Senario penggunaan utama kertas aramid

Bergantung pada aplikasi fungsi produk, bidang aplikasi hiliran produk terutamanya termasuk penebat elektrik (sebagai bahan penebat) dan bahan teras sarang lebah (sebagai bahan pengurangan berat struktur).

Produk siri kertas meta-aramid digunakan terutamanya dalam bidang penebat elektrik, dan sejumlah kecil digunakan dalam bidang bahan teras sarang lebah; transformer kini merupakan bidang di mana kertas aramid digunakan lebih banyak di negara saya. Pada masa yang sama, dengan elektrifikasi kereta api di negara saya dan pembinaan besar-besaran kereta api bawah tanah bandar dan rel ringan, keperluan yang lebih tinggi dikemukakan untuk peralatan berkaitan kereta api berkelajuan tinggi termasuk transformer cengkaman berkuasa tinggi.

Produk siri kertas para-aramid digunakan terutamanya dalam bidang bahan teras sarang lebah. Berbanding dengan bahan teras sarang lebah yang diperbuat daripada kertas meta-aramid, sifat mekanikal komprehensif bahan teras sarang lebah yang disediakan oleh kertas para-aramid bertambah baik dengan ketara berbanding dengan bahan teras sarang lebah kertas meta-aramid, dan kekuatannya adalah 5 kali ganda daripada keluli dengan kualiti yang sama. Tetapi ketumpatan hanya satu perlima keluli; tetapi kerana kosnya yang tinggi, ia biasanya digunakan dalam bidang bahan teras sarang lebah yang memerlukan kekuatan tinggi.

2. Senario penggunaan utama bahan teras sarang lebah aramid

Bidang penerbangan: Selepas bahan teras sarang lebah kertas aramid digabungkan dengan panel untuk membentuk struktur sandwic, ia boleh digunakan sebagai salah satu bentuk struktur yang ideal dan telah digunakan secara meluas dalam bidang penerbangan. Bahagian aplikasi utama termasuk kepak, aileron, tepi tegak ekor tegak, Kemudi, canard, fiuslaj, bilah, radome, radome, panel dinding, penetasan, lantai dan komponen lain, serta komponen galas tekanan tegar dan sekunder yang besar bagi pesawat. Sebagai bahan teras pilihan pertama untuk struktur sandwic sarang lebah komposit pesawat, ia boleh mengurangkan kualiti struktur pesawat dan merealisasikan penghantaran gelombang, pengurangan hingar dan prestasi penebat haba komponen berfungsi. Menurut statistik, terdapat lebih daripada 280 panel sarang lebah Nomex bagi sembilan pesawat lurus domestik, meliputi kira-kira 80% daripada keseluruhan mesin; panel sarang lebah pesawat pejuang F-111 Amerika menyumbang lebih daripada 90% daripada keseluruhan kawasan bentuk; C919 dalam pesawat Sebilangan besar bahan teras sarang lebah digunakan di banyak bahagian untuk memenuhi keperluan pengurangan berat badan. Permintaan untuk bahan teras sarang lebah aramid dalam satu penerbangan dijangka melebihi 10 juta yuan.

Dalam bidang kapal: struktur sandwic sarang lebah bukan sahaja dapat mengurangkan berat kapal kosong, meningkatkan kebolehgerakan dan rintangan hentaman kapal, tetapi juga meningkatkan rintangan kakisan dan keupayaan "bersembunyi" kapal. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, tentera laut dari pelbagai negara juga telah menggunakan bahan sandwic sarang lebah untuk struktur atas seperti rumah dek, sekat dan siling pesawat kapal permukaan untuk meningkatkan prestasi menyeluruh semua aspek kapal. Bot laju Pengawal Pantai AS menggunakan struktur sarang lebah Nomex untuk menggantikan panel asbestos, yang bukan sahaja mengurangkan berat bot laju lebih daripada 9 tan, tetapi juga menghapuskan potensi bahaya yang disebabkan oleh asbestos; Harga bagi satu meter persegi ialah 1500~2000 yuan. Difahamkan, institut penyelidikan utama CSIC telah mula menggunakan panel sarang lebah aramid sebagai projek dalaman kapal ringan.

Dalam bidang transit rel: Bahan Aramid boleh mengurangkan penggunaan tenaga dan bunyi bising kereta api berkelajuan tinggi dengan berkesan. Ia telah digunakan pada panel sisi, panel bumbung, tempat duduk, sekatan, rak bagasi, dan panel skylight kenderaan rel berkelajuan tinggi untuk mengurangkan berat kenderaan. Untuk meningkatkan kelajuan kereta api, kenderaan bermotor dengan kelajuan melebihi 200 km/j perlu menggunakan sejumlah besar bahan sarang lebah kertas aramid. Kilang Bas Changchun mengesyorkan penggunaan bahan sarang lebah aramid sebagai bahan struktur interlayer kereta api berkelajuan tinggi untuk CRH-5 EMU. Permintaan tahunan untuk bahan sarang lebah aramid 10-15mm mencapai 50,000 meter persegi; Di bawah keperluan ringan dan keselesaan, model baharu seperti kereta lantai juga menggunakan struktur sarang lebah aramid dalam reka bentuk bahagian dalaman.

Di samping itu, bahan teras sarang lebah kertas aramid juga boleh digunakan dalam pembuatan bilah kipas, kapal, kapal layar, bot dayung, papan salji, RV dan produk lain.

1. Bekalan dan permintaan serat aramid

Pada masa ini, kapasiti pengeluaran gentian aramid global adalah kira-kira 140,000-150,000 tan, di mana lebih daripada 50,000 tan adalah gentian meta-aramid, dan 90,000-100,000 tan adalah gentian para-aramid. Dari segi gentian meta-aramid, kira-kira 60% daripadanya digunakan dalam bidang penapisan industri yang agak rendah di China, dan hanya kira-kira 10% digunakan dalam bidang penebat mewah dan teras sarang lebah. Dari segi gentian para-aramid, 40% daripadanya digunakan untuk tetulang gentian di China; 20% digunakan untuk perlindungan kalis peluru, topi keledar kalis peluru tentera, sarung tangan, dll.; 20% digunakan untuk industri getah automotif; 20% digunakan untuk bahan komposit.

2. Bekalan dan permintaan kertas aramid

Kertas Aramid: Menurut statistik, kapasiti pengeluaran nominal global kertas aramid adalah kira-kira 20,000 tan/tahun, dan kapasiti pengeluaran berkesan ialah kira-kira 12,000 tan/tahun; permintaan global untuk kertas aramid adalah kira-kira 10,000 tan/tahun, dan bahagian pasaran utama diduduki oleh DuPont. Menurut data yang disusun oleh Institut Penyelidikan Sekuriti CITIC, kertas aramid global digunakan terutamanya untuk penebat elektrik dan bahan teras sarang lebah, masing-masing menyumbang 64% dan 34%; menanda aras struktur penggunaan global, 90.76% daripada permintaan kertas aramid negara saya pada tahun 2020 datang daripada peralatan elektrik. Penebat, manakala penggunaan bahan struktur sarang lebah dan bahan komposit lain menyumbang hanya 9.24%.

Pada masa ini, pengeluar domestik utama kertas aramid ialah Minshida. Minstar ialah pengeluar kertas aramid pertama di China, dan bahagian pasaran global produk kertas aramidnya kini menduduki tempat kedua di dunia, kedua selepas DuPont dari Amerika Syarikat.

3. Bekalan dan permintaan bahan teras sarang lebah aramid

Mengikut pengiraan bahawa 100kg kertas aramid boleh dibuat menjadi 3 meter padu bahan teras sarang lebah, kapasiti pengeluaran teori sarang lebah aramid di dunia boleh mencapai 2.04 juta meter padu, dan kapasiti pengeluaran teori sarang lebah aramid di pasaran China boleh mencapai 240,000 meter padu; kapasiti pengeluaran berkesan sepadan dengan Bahan teras sarang lebah aramid adalah kira-kira 54,000 meter padu.

Pada masa ini, pengeluar domestik utama bahan teras sarang lebah aramid ialah Bahan Komposit AVIC. Pengeluaran sarang lebah Bahan Komposit AVIC diedarkan terutamanya di Beijing dan Nantong. Antaranya, barisan pengeluaran sarang lebah bersaiz besar di Nantong mempunyai tahap lanjutan antarabangsa dan tahap automasi yang tinggi; produknya terutamanya berorientasikan bidang pesawat awam, dan pelanggan perdagangan asing seperti Airbus, Boeing, dan Yaqi adalah produk utama. tuan rumah.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, negara saya terus meningkatkan sokongan dasar untuk bahan gentian aramid dan kertas aramid. Terutama dalam beberapa tahun kebelakangan ini, perkembangan pesat kereta api berkelajuan tinggi negara saya, pembuatan pesawat domestik dan kapal pengangkut pesawat dan industri pembuatan peralatan lain telah memacu pembangunan kertas penebat aramid dan bahan teras sarang lebah kertas aramid.

Dengan peningkatan dalam bidang aplikasi kertas aramid, pasaran kertas aramid dijangka mempunyai prospek pembangunan yang baik. Menurut data awam pihak ketiga, penggunaan kertas aramid di China telah meningkat daripada 2,742 tan pada tahun 2017 kepada 4,215 tan pada tahun 2021, dan penggunaan kertas aramid di negara saya dijangka mencecah 12,357 tan pada tahun 2028. Struktur sarang lebah adalah yang terbaik dalam struktur kapal angkasa yang sedia ada, dan untuk reka bentuk kapal angkasa yang sedia ada. masa yang lama.

Suiyin Capital akan terus memberi perhatian kepada aplikasi dan pembangunan bahan baharu dalam bidang industri pertahanan dan ketenteraan negara dan pembuatan mewah, menemui juara tersembunyi dan syarikat terkemuka dalam pasaran, menggunakan modal untuk membantu usaha pertahanan negara dan industri ketenteraan, menyumbang kepada pembangunan negara, dan mencipta nilai untuk masyarakat.