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第239章 反应迅速(4 / 5)

因为无论是天然蜘蛛丝,还是人造蜘蛛丝,在改性之后,其刚性并不高,至少比碳纤维和玻璃纤维低很多,基本是不能作为刚性部件的原材料。

然而通过硼酸和甘油的重复处理三次之后,形成特殊致密纳米结构的人造蜘蛛丝纱线,其刚性大幅度提升。

平均每使用硼酸和甘油处理一次,其强度和刚度都会获得不同程度的提升。

一次处理,刚度可以达到62gpa左右。

二次处理,刚度再次获得提升,可以达到145gpa左右。

三次处理,刚度再次发生跃变,可以达到惊人的477gpa左右。

要知道,477gpa的刚度,已经超越了碳纤维的上限,碳纤维的刚度上限为400gpa。

这个刚度仅次于刚度可以达到500到1000gpa的碳纳米管。

然而碳纳米管的刚度确实是一个理论上的数据,如果使用编织工艺,加上其他复合材料,生产出来碳纳米管集束材料,刚度仅仅只有50到200gpa左右。

理想很丰满,现实却很骨感。

之所以出现这种情况,主要是碳纳米管的加工工艺,导致其在复合其他材料和编织成为集束纤维的时候,很容易出现各种结构性缺陷。

而人造蜘蛛丝的改性工艺,却不太一样。

目前海陆丰公司的豆丝实验室在处理人造蜘蛛丝的时候,往往并不对原材料进行处理,而是先将原材料通过纺织技术进行加工,形成需要的纱线、丝绸布等半成品,然后再进行改性处理。

通过改性处理之后,就会在纱线、丝绸布表面形成一层特殊的纳米结构。

而连续几次进行处理,就会让这些表面的纳米结构越来越密集,缺陷越来越少。

一般到了第三次,蜘蛛丝纱线表面已经被纳米结构覆盖得密不透风,而且这些纳米结构还和蜘蛛丝牢牢结合在一起。

这才是改性处理之后,人造蜘蛛丝纱线刚性强度出现跃变的根本原因。

从本质上来看。

人造蜘蛛丝是一开始的刚度不理想,通过人为改性增强,出现巨大的性能突变。

碳纳米管则是在微观尺度上,一开始的强度非常高,但是后期复合加工之后,出现结构性缺陷,导致性能暴跌。

两者走了截然相反的极端。

这也是海陆丰公司为什么会设想出自重超轻的飞艇,原因就在于这种人造蜘蛛丝纱线的强度太强了,如果作为支撑结构的骨架,减轻一半的结构重量,那是轻轻松松的事情。

而且由于人造蜘蛛丝本身的韧性非常好,这导致其吸收碰撞冲击的能力也非常好,几乎是钢材的两倍。

这东西不仅仅可以作为风电发电机的风扇叶片材料,还可以作为防弹衣、车辆骨架、车辆装甲、高强度缆绳、飞机骨架和壳体等。

不过改性人造蜘蛛丝纱线的唯一的弱点,主要是其耐热性比较差,哪怕是有特殊的纳米结构外壳保护,其温度失效上限,仍然只能达到246摄氏度。

甚至温度一超过200摄氏度,都会开始出现性能变化。

不过这种特性,还带了另一个潜在的特性,那就是如果该材料的外壳被破坏了,可以通过涂抹甘油和硼砂粉末的混合泥料,然后使用热风机加热,进行快速修复。

金风科技看中这个材料的高强度、高刚性,只需要价格不超过碳纤维,那这东西就有极大的价值。

毕竟现在动辄上百米长度的风力发电机风扇叶片,哪怕是使用碳纤维,单叶片重量差不多是20吨左右。

如果是采用玻璃纤维和碳纤维混合的叶片,重量会更加高。

而改用改性人造蜘蛛丝纱线纤维后,碳纤维叶片可以减少重量15%,碳纤维和玻璃纤维混合叶片可以减少35%的重量,玻璃纤维叶片可以减少50%的重量。

其实这

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