【據(jù)jeccomposites網(wǎng)站2019年3月11日報道】瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)先進復合材料工藝實驗室的研究人員最近開發(fā)出一種材料，可在結(jié)構(gòu)受到損傷后輕易實現(xiàn)自我修復。這種尖端復合材料或?qū)⒃诤娇蘸教祜w行器、風力渦輪機、汽車及各類運動裝備中得到廣泛應用。
當風電渦輪葉片或飛機被不明飛行物或碎片等重物擊中后，受損的零部件必須接手整件的更換或利用樹脂進行結(jié)構(gòu)修補。但是更換零部件價格昂貴，而利用樹脂進行修復又會使結(jié)構(gòu)增重并一定程度上改變性能。現(xiàn)在，由于采用了一種全新的專利技術(shù)，EPFL的研究人員已經(jīng)找到了一種快速容易的方法，修復復合材料結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的裂紋或裂縫。
EPFL的研究人員介紹，這項全新的技術(shù)是利用了在復合材料中加入的自修復劑。當復合材料結(jié)構(gòu)受損后，只需要簡單的將受損部位的材料加熱到150℃，即可在很短的時間內(nèi)實現(xiàn)實時修復樹脂中出現(xiàn)的裂縫。局部的加熱過程激活了復合材料內(nèi)部修復劑，受損部位實現(xiàn)迅速愈合，并且不會改變結(jié)構(gòu)原有性能。這種全新問世的技術(shù)可在各類復合材料結(jié)構(gòu)中應用，使用后的效果可使得原有結(jié)構(gòu)壽命延長至少3倍。修復后的材料基本性能和初始抗裂能力與傳統(tǒng)的復合材料相同。更為重要的是，這項技術(shù)與主流復合材料制造工藝兼容，因此不需要對生產(chǎn)設(shè)備進行重組。
這項技術(shù)預計對于風力渦輪機和儲能罐來說尤其受用。研究人員表示，到2020年，僅僅是維護全世界范圍內(nèi)的現(xiàn)有的風力渦輪機就需要花費約130億瑞士法郎。這項技術(shù)的出現(xiàn)有望大大降低維護成本。值得注意的是，這項技術(shù)的使用條件仍然受到一些限制，如果復合材料結(jié)構(gòu)受到的損傷造成了內(nèi)部纖維的破壞，材料將無法愈合。但由于復合材料結(jié)構(gòu)的損傷往往首先從樹脂的受損開始，因此這種利用外部熱量實現(xiàn)自修復的自愈系統(tǒng)在大多數(shù)情況下仍然奏效。
此外，為了推廣這項技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中應用，研究人員使用玻璃纖維增強的樹脂基復合材料制造了應用于航天器中的零部件，并展示了其愈合過程中的工作原理。該零部件將于2019年3月12日-14日在巴黎舉行的JEC復合材料展覽中進行展出。研究人員目前正謀劃建立一個初創(chuàng)公司來進一步推銷這種新材料。
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