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这个成果荣获“天津市科技进步奖”!究竟是如何炼成的?

ob体育 动态
2021-06-30
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在近期结束的2019年度天津市科学技术奖励大会上,由ob体育 复合材料(天津)有限公司、天津工业大学和东方电气(天津)风电叶片工程有限公司共同完成的《碳纤维结构优化与性能调控技术的研发及其产业化》项目荣获2019年度天津市科学技术进步二等奖。

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此次研(yan)究项目(mu)能够取(qu)得(de)一定的(de)(de)(de)成果,核(he)心(xin)驱动力(li)(li)在于(yu)早期研(yan)发(fa)(fa)的(de)(de)(de)持续(xu)投入,富有智(zhi)慧的(de)(de)(de)校企合作以及高水准、有见识的(de)(de)(de)专业人员(yuan)。他们独(du)特的(de)(de)(de)洞察(cha)力(li)(li)与专业的(de)(de)(de)研(yan)发(fa)(fa)能力(li)(li)带给加固行业,乃至社会(hui)新的(de)(de)(de)机(ji)会(hui)。

近日,我(wo)们与(yu)本次项(xiang)目(mu)参与(yu)者(zhe),ob体育 复(fu)(fu)合(he)材料(天津)有限公司的复(fu)(fu)材研发工程(cheng)师闫民杰进行了一次详谈,对于本次项(xiang)目(mu)中的种种细(xi)节进行了分享。

一(yi)、黑(hei)金时代

坚如(ru)(ru)磐石,韧如(ru)(ru)发丝(si)。众所(suo)周(zhou)知,碳(tan)纤维(wei)是(shi)一种(zhong)(zhong)轻质、高强、高模量和耐高温的(de)的(de)材料(liao)。正是(shi)这种(zhong)(zhong)独具(ju)特色的(de)材料(liao),在近二十年来开(kai)启(qi)了它的(de)“黑金时(shi)代”,不仅在国防航天航空高精尖(jian)领域(yu)(yu)具(ju)有着战略地位(wei),同时(shi)也广泛应用于交通运输、风电、运动设备以(yi)及(ji)土木等民用领域(yu)(yu)。

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这也引起(qi)了全(quan)世界对它的(de)广泛研究:仅2010-2017年(nian),全(quan)世界共(gong)发(fa)表相关论文16553篇,申请发(fa)明专(zhuan)利26390项(xiang),均呈现出逐年(nian)稳步上升的(de)态势。与此同时,世界对于碳纤维的(de)需(xu)求也在不断提升。

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“在过去的(de)(de)二十几年中,几乎(hu)是碳纤(xian)维(wei)研(yan)究(jiu)发展的(de)(de)黄金时代。国外相(xiang)关(guan)的(de)(de)研(yan)发技术已经(jing)相(xiang)对成熟,但国内来(lai)说在其(qi)性(xing)能(neng)方面还有所欠缺。”闫(yan)民杰(jie)说,“我(wo)们想要去进行(xing)一些研(yan)究(jiu),以此来(lai)提(ti)升碳纤(xian)维(wei)复合材(cai)料的(de)(de)各类性(xing)能(neng)。”

无(wu)独有偶,力学(xue)性能(neng)不达(da)(da)标的(de)问题在(zai)以碳纤维为主要原(yuan)材(cai)的(de)加固(gu)行业,同样存在(zai)。ob体(ti)育 作为建筑结构加固(gu)中的(de)一员,在(zai)实(shi)际(ji)加固(gu)施工中也会遇到碳纤维加固(gu)材(cai)料与界面(mian)粘(zhan)贴(tie)不牢靠、性能(neng)无(wu)法达(da)(da)到最(zui)佳的(de)情(qing)况,这都(dou)会导致无(wu)法保障建筑结构安全。

而(er)(er)在那(nei)时(shi),以(yi)研究碳(tan)纤维力(li)学(xue)性能和结构(gou)为(wei)主的(de)天津工业(ye)大学(xue)团队(dui)进(jin)入了ob体育 的(de)视线。在短暂(zan)的(de)沟通交流后,二者当即(ji)决定开展紧密而(er)(er)深(shen)度的(de)合作(zuo),为(wei)保(bao)障(zhang)建筑(zhu)结构(gou)安全而(er)(er)努力(li)。

二、合(he)作的力量

2013年,天(tian)津工(gong)(gong)业大(da)学团队开启了(le)碳纤(xian)维结构优化与(yu)性能调控技术的研发工(gong)(gong)作。“与(yu)工(gong)(gong)大(da)的合(he)作,将让ob体(ti)育 在实(shi)际(ji)施工(gong)(gong)中面临(lin)的问题得以(yi)缓解。同时ob体(ti)育 也会(hui)使(shi)项目从理(li)论研究走向实(shi)际(ji)应(ying)用。”闫民杰谈到(dao)。

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但研发工作并(bing)非一(yi)帆风顺,每(mei)一(yi)个研发成果的(de)背后,离不开过程中(zhong)无(wu)数(shu)次(ci)的(de)纠(jiu)结与试(shi)错。

在前(qian)人有关碳纤维(wei)复合(he)(he)材料的研(yan)究(jiu)中,针对其结(jie)构(gou)性能改(gai)变的研(yan)究(jiu)其实已有很多。质(zhi)子辐照、电子辐照、超声(sheng)波、红(hong)外线……种种方式得到(dao)的结(jie)果均让人大失所望。由于材料的复杂性,使(shi)得增强(qiang)材料碳纤维(wei)本身、基(ji)体(ti)材料环氧树脂及(ji)二者结(jie)合(he)(he)的界(jie)面等因素(su)都可(ke)能对性能产生影响,这使(shi)研(yan)究(jiu)工作的开展增加了难(nan)度。

谈及参与(yu)项(xiang)目(mu)的(de)那(nei)段时(shi)间,闫民(min)杰表(biao)示,由于影响因素过多,准备(bei)大量的(de)样(yang)品(pin)进行各类对比测试是家常(chang)便饭,常(chang)常(chang)是从早忙(mang)到晚。“印象最深的(de)一次,我和(he)同伴(ban)们制备(bei)复合材料样(yang)品(pin),花费三(san)天三(san)夜,连轴转”。

功夫(fu)不负有(you)(you)心人,在多次试错和思考后,他们找到了高能量(liang)的γ射线。实验证明,γ辐(fu)照能够在一定程度上改变碳纤(xian)维复合材料(liao)的结(jie)构(gou),对力学性能,特别(bie)是拉伸强度、抗疲劳等(deng)方面均(jun)有(you)(you)明显提升。

当(dang)研发结(jie)果出来的那天(tian),闫民杰喜出望外。原以为(wei)也会如同他人一(yi)样得(de)不到结(jie)果,却在这一(yi)刻(ke)得(de)到了(le)最好(hao)的回报(bao)。

“这(zhei)不只是(shi)我一个人努力的结果,从(cong)2013年项目(mu)开始,我的老师,还有师兄师姐们花(hua)费了(le)(le)很多(duo)心血在项目(mu)上。正因为有他们之(zhi)前的辛勤付出(chu),才能让我们后续(xu)的研究得到了(le)(le)阶(jie)段性的成果。”

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三(san)、未来追梦

安(an)全是ob体育(yu) 始终专(zhuan)注(zhu)的(de)(de)领域,而ob体育(yu) 与天(tian)津工(gong)业(ye)大(da)学的(de)(de)合作(zuo)从未离(li)开过“安(an)全”二字。可(ke)以说,目前研究项目取(qu)得的(de)(de)成果(guo)意义(yi)巨大(da),这也是此次能够荣(rong)获天(tian)津市科技进步二等奖的(de)(de)原因之一。

“这个(ge)研究成果如果广泛应用于建筑(zhu)结构(gou)加固领(ling)域,不但能(neng)更大(da)程度保障碳(tan)纤维复合材料与界面的(de)(de)粘接(jie)(jie)效(xiao)果,护航(hang)结构(gou)安(an)全;更能(neng)节省进口国外材料带来的(de)(de)成本,直接(jie)(jie)创(chuang)造经济效(xiao)益(yi)。”

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关于未来,闫(yan)民(min)杰希望此项(xiang)目的(de)合作能够在实(shi)际应用方面(mian)更(geng)进(jin)一步(bu),服务(wu)于更(geng)广泛的(de)用户(hu)。同时,加快其(qi)它材料(liao)与(yu)技(ji)术的(de)研发(fa)速度(du),与(yu)国(guo)外相匹敌,更(geng)好保障建筑(zhu)结(jie)构与(yu)人(ren)民(min)生命(ming)财产安(an)全,真正(zheng)做到(dao)“创(chuang)新技(ji)术,铸(zhu)就精品,护航安(an)全”的(de)使命(ming)。

要实现安全(quan)又具(ju)有高经济效益的(de)研发成果应用,ob体(ti)育 和其他伙(huo)伴们(men)还有很多工(gong)作要做(zuo)。但对所有人(ren)来说(shuo),这就是最(zui)理想的(de)工(gong)作。

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