石墨烯改進型複合材料具有更高抗雷擊性能

知名石墨烯企業、倫敦上市公司Haydale GrapheneIndustries（HGI）的子公司HaydaleComposite Solutions（HCS）日前宣布其生產的石墨烯基強導電碳纖維複合材料，具有良好的抗嚴重雷擊事件損壞的能力。

許多航空航天結構和部件中使用的碳纖維增強複合材料易受到雷擊的傷害。然而，通過使用Haydale專利中的等離子體功能化方法（HDPlas?）將功能化納米材料添加到環氧樹脂中已被證明能顯著改善環氧樹脂的導電性，該材料可以通過層壓體在整個結構中消散雷擊的能量，從而減少了在雷擊事件中造成損壞的局部加熱。重要的是，HCS公司在無現有製造工藝的的情況下毫無任何主要問題地實現了這些改進。

HCS公司已經對改性材料的機械性能進行了評價，該結果證明，通過添加特定的納米顆粒可以維持或改善性能。特別注意基質主導的性質，如面內和層間剪切。在測量的模量中已經記錄了16％-20％的改進，同時保持了材料的強度。

在經受直接雷擊事件後，HCS公司將修改的和未修改的面板之間進行了比較，結果證明，使用這些添加劑可以消除嚴重的背面損壞和穿透，如下圖所示：

圖注1：雷擊後未經修改的面板背面被擊穿

圖注2：雷擊後haydale修改的面板背面無可見損傷

這項工作是作為NATEP支持的GraCELS項目的一部分進行的，涉及HaydaleComposite Solutions，Airbus UK，BAE系統，Cobham技術服務和SHD複合材料的合作研究項目。HDPlas?石墨烯改性材料已被用於製造由Airbus為Eco-Flyer飛機設計的副翼。副翼長度近4米，採用新穎的設計製造方法。

副翼及其尺寸由Airbus UK設計，由斯坦福大學複合材料設計團隊優化。Steve Tsai 教授 和 Sung Kyu Ha （來自漢陽大學）根據最近出版的最新追溯標度理論，對原有的空中客車設計進行了優化，並取得了顯著減重。此外，副翼製造中使用的CFRP是由Chomarat提供的淺層，薄層建築，稱為C-PLY?，由Steve Tsai 教授多年來所主張的另一種特定複合材料設計。除了GraCELS聯盟成員外，沒有斯坦福大學團隊Chomarat和DIATEX（最重要的知識和材料來源）的傑出貢獻，「示威者」副翼不可能成功。

HCS公司的總經理Gerry Boyce在評論發展方面表示：「在保持甚至提高機械性能的同時，顯著提高雷擊性能的複合材料的開發將使得飛機製造商能夠生產比當前方法更輕和更便宜的脆弱部件，而不會影響飛行安全。Haydale已經通過仔細的材料選擇，表面改性和混合表明該項目是可以實現的。項目合作夥伴期待著將這項技術推向前進，以實現比我們迄今取得的更好性能。」

HCS公司認為，在GraCELS項目中創建的導電碳纖維預浸料也將適用於目前納入碳纖維應用的金屬化塗層或網格，例如需要EMC或RF屏蔽的電子外殼; 可再生能源部門的桅杆和大型渦輪機葉片以及靜電放電可能是材料選擇關鍵因素的應用。

3月14日~16日在巴黎維勒班特展覽中心舉行的法國JEC World展會上，Halldale所在的M13展位號上展示了副翼。HCS公司的工作人員討論了這項新技術，並解釋如何應用於各種產品。

參考閱讀

關於GraCELS項目

GraCELS是國家航空航天技術合作開發計劃授權和管理的為期18個月研究項目。該項目涉及兩個終端用戶：空客英國公司和BAE系統公司。其他參與項目合作的還有Cobham公司（雷擊諮詢和測試），SHD複合材料有限公司（碳纖維增強環氧樹脂預浸布供應商）和HCS（功能化石墨烯增強環氧樹脂的供應商）。 NATEP提供的資金高達15萬英鎊到30萬英鎊用於研究項目，其中HCS將獲得高達10萬英鎊。

關於Haydale Composite Solutions

Haydale Composite Solutions（HCS）公司是石墨烯企業Haydale Graphene Industries（HGI）的子公司。HCS在制定先進的高分子複合材料，與來自全球公司有超過20年以上合作經驗，並為商業應用提供創新解決方案方面，已經建立起了聲譽。HCS還專註於一個廣泛的市場領域，包括石油，天然氣和水工業的管道內襯，基礎設施，電力和能源部門以及海洋和交通運輸市場。 HCS能力涵蓋了從應用研究，產品設計，工藝開發，產品測試和認證的整個開發周期，到建立製造工廠。EPL還與OEMs和最終用戶合作來開發並提供複合材料解決方案，在已經存在的傳統材料，如鋼材，鋁材，木材或混凝土製造上，都具有明確的可論證的技術，經濟和環境效益。

關於Haydale

Haydale，總部設在英國南威爾士，在一個設施專門建造用來加工和處理納米材料的工廠，促進石墨烯在諸如航空航天，油墨，感測器，儲能，光伏，複合材料，塗料領域的應用和其他納米材料塗料。Haydale開發了一個正在申請專利的可量產的等離子體加工的官能化石墨烯和其它納米材料。這使技術可以給Haydale提供快速，經濟高效的方法，提供量身定製的解決方案，以增強雙方的原料供應商和產品製造商的應用。

來源：graphene-info.com、江南石墨烯研究院

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