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英國研究人員試驗收集太空垃圾的碳纖維人造衛(wèi)星

2017年，英國薩里郡航天中心的研究人員將開始世界第一個太空垃圾采集器試驗任務，該采集器稱為RemoveDebris衛(wèi)星。RemoveDebris將部署少量可以用叉子和網(wǎng)采集的人工垃圾。該中心還計劃試驗處理垃圾的脫軌設備。

一旦技術(shù)試驗成功，收集現(xiàn)有太空垃圾的任務將會開始。這些任務包括4 個實驗，最后一個將測試衛(wèi)星本身，它是由碳纖維增強聚合物（CFRP）帆桿制成的。具體地說，前3 個實驗完成后，衛(wèi)星將在碳纖維帆桿上釋放一個傘狀聚酯薄膜帆，一個膨脹裝置將帆展開。一旦接近大氣層，帆就會像在網(wǎng)絡試驗中氣球的功能一樣起到空氣制動器的作用。衛(wèi)星將會慢下來，失去高度，最終在返回時燃燒。

當叉子對衛(wèi)星造成撞擊時，它實際上是要模擬真實飛船被擊中的情況，RemoveDebris項目經(jīng)理Jason Forshaw說。Forshaw說，該項目的創(chuàng)意來自于防止太空垃圾對全世界當前和未來的航天器造成危險的需要。

通常用于地球成像、災害監(jiān)測和氣象觀察的某些軌道很快就塞滿了垃圾，這可能危及重要的衛(wèi)星軌道。Forshaw說，在這些軌道中的垃圾有可能在未來會發(fā)生巨大的撞擊引起像電影《地心引力》一樣的連鎖碰撞反應。國際社會需要從現(xiàn)在開始一起合作清除太空垃圾。

東麗碳纖維拓展計劃2030年超50%市場占有率

復合材料由基體樹脂和增強纖維構(gòu)成。碳纖維憑借輕質(zhì)高強的特點用途廣泛。從電腦部件、運動器材、醫(yī)藥器械到風力葉片、建筑加固材料、高速公路等，碳纖維承擔著重要的角色。

近年來，“新能源”作為熱詞被推上了時代的潮流，無論是發(fā)展風電，還是電動汽車都是可持續(xù)發(fā)展的“主力軍”。在保證力學性能的前提下，用更輕的復合材料來替代金屬是未來發(fā)展的趨勢。碳纖維必會伴隨著復合材料的大好市場有所作為。

東麗生產(chǎn)的碳纖維主要有兩種。

聚丙烯腈基碳纖維。具有較高的抗拉強度和彈性模量，在航空航天和工業(yè)領(lǐng)域和體育/娛樂商品的復合材料中被廣泛應用。

中間相瀝青基碳纖維。具有超高彈性模量的纖維，被廣泛用于高強度的組件和各種用途，且具高的熱導率和導電性。

8月8日，東麗發(fā)布了碳纖維發(fā)展及其拓展計劃：

① 到2030年東麗將超過50%的市場占有率；

② 全球碳纖維每年增長達10%～15%；

③ 東麗指出，未來飛機、風力葉片和汽車領(lǐng)域的需求將不斷擴大；

④ 為了應對如此大的市場需求，東麗計劃年內(nèi)在墨西哥開建2 500～5 000 t/a產(chǎn)能的工廠。

東麗將長期向美國SpaceX飛船供應碳纖維

日本東麗與美國太空探索技術(shù)公司SpaceX就長期供應火箭和太空飛船機體所用的碳纖維達成基本共識。今后將確定價格等具體條件，力爭在2016年秋季達成最終協(xié)議。旅游、物資運輸、資源開發(fā)等太空探索相關(guān)新市場的興起，有望對日本具有優(yōu)勢材料產(chǎn)業(yè)的企業(yè)構(gòu)成巨大利好。

預計累計合同金額將達到2×1011～3×1011日元。向SpaceX供應的碳纖維的彈性模量比飛機用的碳纖維更高，能夠承受太空中的嚴酷環(huán)境。

SpaceX主要研究火箭和太空飛船的回收再利用，致力于降低太空探索的成本。傳統(tǒng)火箭為了降低成本，主要使用鋁機身，碳纖維僅用于火箭的結(jié)合部位等。使用高耐久性的碳纖維不僅可以延長機體的使用壽命，還可以實現(xiàn)機體輕量化，提高裝載效率?；鸺幕厥赵倮每梢杂行б种铺绽脑黾?，降低太空探索的風險，因此受到了廣泛關(guān)注。

東麗在碳纖維市場中的份額全球第一。東麗面向飛機大量供貨，通過削減成本、提高成型能力等積累了經(jīng)驗技術(shù)。計劃2016財年（截至2017年3月期）將碳纖維復合材料的銷售額同比提高2%，達到1.9×1011日元，將“航空宇宙”領(lǐng)域的銷售額提高到近50%。

在航空宇宙領(lǐng)域方面，東麗向美國波音和歐洲空客供貨的飛機用纖維占到90%以上，宇宙用途僅占一小部分，但東麗也曾為美國國家航空航天局（NASA）等機構(gòu)供貨。東麗希望以SpaceX的長期供貨合同為契機，正式進入宇宙領(lǐng)域。

SpaceX決定在研發(fā)大型載人載物火箭之際，大量采用比鋁更輕和強度更高的碳纖維。通過減輕機體質(zhì)量，增加裝載貨物量，從而降低運輸成本。SpaceX正在開發(fā)大型火箭“Heavy”，其裝載量是“Falcon 9”的3 倍，預定最早在年底試發(fā)射。SpaceX同時也在開發(fā)大型發(fā)射火箭“BFR”以及火星載人太空飛船“紅龍（Red Dragon）”，預計對碳纖維的需求將持續(xù)增加。目前碳纖維已經(jīng)被運用于航空航天領(lǐng)域中，大多用在火箭表面，而SpaceX這次訂單的價值十分巨大，因此外界考慮SpaceX應該是打算用來制造登陸火星用的運載飛船。SpaceX已經(jīng)不止一次對外宣稱關(guān)于登陸火星的計劃，此前還曝光了SpaceX的“赤龍”項目計劃，主要目的就是登陸火星，其中還表示將在2018年向火星發(fā)射“龍”飛船，不知這次訂單的碳纖維是否會用于“龍”飛船。

先行一步 日企要量產(chǎn)“后碳纖維”新材料

日本制紙將在日本國內(nèi)的島根縣新建“纖維素納米纖維（CNF）”的量產(chǎn)工廠。纖維素納米纖維以植物為原料，是一種被視為“后碳纖維時代”的新材料。預定2017年9月投產(chǎn)，設想獲取食品和化妝品廠商的需求。纖維素納米纖維不僅質(zhì)量輕和強度高，而且混合后具有粘性，其用途廣泛。日本制紙力爭通過盡早設置量產(chǎn)設備在新市場上先行一步。

日本制紙將在其化學業(yè)務的主要基地江津事業(yè)所（江津市）建設新工廠。投資額預計在十幾億日元。建設初期年產(chǎn)能將為30 t/a，今后可提高至100 t/a的廠房。

把纖維素納米纖維作為食品和化妝品的添加劑銷售。其特點是和現(xiàn)有的添加劑相比，粘性受熱度的影響較小，同時具有清爽順滑的觸感。為配合量產(chǎn)，還將確立減少所含水分的固化技術(shù)，并引入相關(guān)設備。減少水分將有助于削減運輸成本。

碳纖維具有質(zhì)量輕強度高的特點，但是以石油為原料，面臨資源枯竭的風險。以植物為原料的纖維素納米纖維不存在這樣的風險。

力爭確立纖維素納米纖維業(yè)務的企業(yè)還將目光投向化妝品領(lǐng)域。日本制紙將成為日本國內(nèi)首家設置專門面向食品和化妝品的纖維素納米纖維量產(chǎn)設備的企業(yè)。希望通過盡早確立量產(chǎn)體制來獲取食品和化妝品廠商的需求。將利用其質(zhì)量輕強度高的特點，力爭將來應用于汽車零部件。

日本國內(nèi)的制紙產(chǎn)業(yè)受電子媒體崛起等因素影響業(yè)務縮小，在此背景下，制紙企業(yè)開始摸索新的收益來源。

三井物產(chǎn)投資德國車體結(jié)構(gòu)設計公司擴大車用碳纖維業(yè)務

FE公司的車身構(gòu)造設計示意圖(上)和車身構(gòu)造分析示意圖(下)

三井物產(chǎn)2016年8月1日宣布，將向使用碳素纖維等復合材料設計汽車構(gòu)件的德國Forward Engineering公司（簡稱FE公司）出資，開展業(yè)務合作。三井物產(chǎn)將通過世界各地的業(yè)務網(wǎng)點，為普及FE公司的車體輕量化設計及工程服務提供支援，同時還將利用FE公司的經(jīng)驗，擴大面向汽車領(lǐng)域的碳纖維業(yè)務。

FE公司是2016年3月從德國雷丁汽車公司（Roding Automobile）分離出來的企業(yè)。該公司以量產(chǎn)車的輕量化為目標，開展使用復合材料的車體設計及工程業(yè)務。該公司在接受汽車廠商的委托后，在考慮車體整體性能的同時，最大限度地活用復合材料來設計構(gòu)件。

三井物產(chǎn)也在努力擴大汽車領(lǐng)域的碳纖維業(yè)務。比如，2015年4月與金澤工業(yè)大學革新復合材料研究開發(fā)中心簽訂了與復合材料研究相關(guān)的合作協(xié)議書和設備租借合同。2016年3月又獲得了挪威的碳纖維增強壓力罐廠商Hexagon Composites公司及韓國的碳纖維加工廠商Hankuk Carbon公司的股份。 三井物產(chǎn)預計，在車體輕量化需求高漲的背景下，使用碳纖維等輕量化材料的部件市場將急速擴大。兩公司將通過此次合作，在全球開展使用復合材料的車體輕量化設計及工程業(yè)務。

美國Despatch公司碳纖維氧化時間縮短35%

美國熱處理專業(yè)公司Despatch公司旗下Split-Zone?氧化爐產(chǎn)品日前完成初步測評。在測評過程中，客戶采用了優(yōu)級纖維材料，在單個氧化爐中模擬了多溫區(qū)的氧化環(huán)境。通常情況下，為達成目標線密度，纖維需要在5 個溫區(qū)中停留67.3 min。但是采用Split-Zone?之后，僅需要在2 個溫區(qū)中停留44 min，氧化時間縮短了將近35%。

“對于客戶而言，盡可能縮短氧化時間是他們最大的訴求?！盌espatch公司碳纖維事業(yè)發(fā)展經(jīng)理John Stafford表示說。“使用Split-Zone?可以把氧化時間縮短35%，這將使碳纖維進入量產(chǎn)汽車行業(yè)的可行性大大提高?！?/p>

在碳纖維的生產(chǎn)工程中，氧化設備是投資最大、占地最多和能耗最大的一環(huán)。縮短氧化時間對降低碳纖維生產(chǎn)成本至關(guān)重要。采用分區(qū)式氧化爐的設計，同時降低溫區(qū)間的差異，能夠?qū)t內(nèi)總體溫度控制在更高的水平，將爐內(nèi)上層溫度提升10 ℃，從而大大減少氧化時間。同時，因為每個氧化爐被分為兩個溫區(qū)，纖維氧化所需氧化爐的數(shù)量得以減少?？蛻魷y試結(jié)果表明，氧化整體所需氧化爐的數(shù)量從原來的5 臺，減少到目前的2 臺。

“在最初設計Split-Zone?產(chǎn)品的時候，我們預期氧化時間可以縮短25%?！盌espatch碳纖維事業(yè)部項目主管Mark Stiyer表示說，“但是評估結(jié)果卻輕易的超出了我們的預期，甚至可以達到50%?！?/p>

Despatch工業(yè)是一家熱處理專業(yè)公司，從事該行業(yè)已有100多年的歷史，目前正積極利用這一專業(yè)技術(shù)，針對一些關(guān)鍵性的應用，為全球各類市場和尖端技術(shù)領(lǐng)域提供創(chuàng)新解決方案。Despatch擁有3 個專項業(yè)務團隊，以滿足熱能、太陽能和碳纖維市場迅速增長的需求。這種專注精神使我們成為這些行業(yè)的專家。

俄研制新型碳纖維復合材料讓航天散熱器顯著瘦身

俄羅斯聯(lián)邦“羅馬申”國家科學中心近日宣布研制出一種新材料，可使人造衛(wèi)星的散熱器減質(zhì)量25%。這可以減輕運載火箭的負擔，還有助于延長衛(wèi)星在軌壽命。

“羅馬申”國家科學中心在其官網(wǎng)發(fā)布新聞公報說，該機構(gòu)的專家研制出一種新型碳纖維復合材料，具有更高的導熱性且質(zhì)量更輕，可以替代人造衛(wèi)星散熱器中的鋁合金材料。測試結(jié)果顯示，用這種新材料制作的衛(wèi)星散熱器，不但可確保衛(wèi)星攜帶的各種設備處于穩(wěn)定的正常溫度范圍內(nèi)，而且能使散熱器的總質(zhì)量削減25%。待工藝完善后，這種新材料還有望用于太空飛船。

散熱器是航天器熱控系統(tǒng)的主要裝置。按照國際航天界的通常做法，熱控系統(tǒng)的總質(zhì)量不超過航天器整體質(zhì)量的3%～5%。以氣象衛(wèi)星為例，較大的氣象衛(wèi)星重約3 t。貨運飛船通常自重10余噸，探月載人飛船可重達20 t。因此從理論上說，上述航天器的熱控系統(tǒng)最大質(zhì)量為150～1 000 kg不等。當然，散熱器的質(zhì)量要小于熱控系統(tǒng)。

俄專家指出，雖然從數(shù)字上看，在上述基數(shù)范圍內(nèi)減質(zhì)量似乎“波瀾不驚”，但航天器的質(zhì)量每減少1 kg，就能使發(fā)射它的運載火箭的質(zhì)量減少500 kg。另據(jù)“羅馬申”國家科學中心的專家介紹，人造衛(wèi)星的散熱器減質(zhì)量25%后，可顯著提高衛(wèi)星上的燃料儲備，延長衛(wèi)星在軌工作壽命，同時還能讓衛(wèi)星攜帶更多探測裝備，有助完成更多的考察任務。

“羅馬申”國家科學中心的專家對當?shù)孛襟w說，俄羅斯“拉沃奇金”科學生產(chǎn)公司正在研制“北極”號氣象衛(wèi)星，“羅馬申”科學中心用新材料制作的4 臺散熱器已通過了“拉沃奇金”公司的驗收測試，并將安裝在這顆氣象衛(wèi)星上。該衛(wèi)星計劃于2017年升空入軌。

帕加尼最新Zonda定制版采用碳纖維車身

1999年，經(jīng)典Zonda C12跑車問世。2013年，帕加尼Zonda推出Revolucion特別版后停產(chǎn)。此后，帕加尼只為用戶提供定制版車型，比如手工制作的760 Roadster、ZoZo和最新定制款MD。

如今，帕加尼再次以Zonda跑車為藍本，為跑車收藏家Mileson Guo打造一款特別版。該車車身為藍色，采用碳纖維材料，車尾還配備了大尺寸雙層尾翼。

目前，尚未獲悉這款Zonda特別版更多的細節(jié)，但如同帕加尼近期推出的特別版車型，這款車也將與760車型相似。這意味著該車將搭載自然吸氣7.3 L V12 AMG引擎，最大功率達760 馬力（560 kW）。此外，該車或?qū)⑹褂? 速手動變速箱或6 速自動序列式變速箱。

作為超級跑車迷，Mileson Guo的收藏車型中還有其他高端車型，如MSO打造的邁凱倫P1、白色法拉利LaFerrari和紫色科尼塞克Agera。

帕加尼Huayra Roadster將亮相2016年的加州圓石灘車展。

世界首臺一體式超輕智能碳纖維自行車誕生

最近，眾籌平臺kickstarter上線了一款沒有花鼓和輻條的智能自行車，據(jù)說它是世界上第一臺真正意義上的一體式設計自行車。它的框架使用的是超輕碳纖維復合材料，整車質(zhì)量僅25.35 磅（11.5 kg）。

該智能自行車乍一看頗有點像《創(chuàng)：光速戰(zhàn)記》里面的Light Cycle光輪，它有個十分高端的名字—Cyclotron（回旋加速器）。

這款自行車裝備了自充電電池、無輪轂車輪、非充氣輪胎、自動光傳感器等等，更重要的是，它的框架使用的是超輕碳纖維復合材料，整車質(zhì)量僅25.35 磅（整車不含腳踏的質(zhì)量約11.5 kg）。車身搭載兩個無輻條空心輪胎，外圍是一圈由固體聚合物制成的輪圈，帶有強烈的未來氣息。

據(jù)該公司在眾籌頁面介紹，為了達到超輕復合材料結(jié)構(gòu)，他們在中央超輕核結(jié)構(gòu)外包裹兩層碳纖維，如此可以使用更少的碳纖維和樹脂，同時也不降低穩(wěn)定性。設計者聲稱這款自行車上已經(jīng)擁有超過15 項科技專利了。

另外，車把和坐墊都可以靈活調(diào)節(jié)，提供舒適型和運動型兩種騎行風格：運動型—注重便捷、速度、性能和低姿態(tài)騎行；舒適型—注重讓騎行更輕松，直立巡航和舒適度。

據(jù)悉自行車會在2017年6月上市，售價899 歐元。

（以上碳纖復材）