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輕量化在能源存儲(chǔ)中的重要作用
復(fù)合材料壓力容器在能源存儲(chǔ)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。它們不僅能夠減輕容器的重量，還具有額外的安全性能，這一點(diǎn)是基于它們的高沖擊強(qiáng)度、防爆失效模式和無(wú)腐蝕特性的。陶氏化學(xué)公司的Kevin Meyer、Francesca Pignagnoli、Doug Potts 和Gary Hunter 在本文對(duì)此進(jìn)行了闡釋。
輕質(zhì)復(fù)合材料在汽車(chē)內(nèi)飾件和次要車(chē)身部件中的應(yīng)用使人們普遍認(rèn)識(shí)到了其為運(yùn)輸領(lǐng)域所帶來(lái)的好處。然而，從更廣義的運(yùn)輸概念上來(lái)說(shuō)，其在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域有另一種頗具吸引力的應(yīng)用。復(fù)合材料壓力容器常見(jiàn)的應(yīng)用是機(jī)動(dòng)車(chē)內(nèi)燃機(jī)用天然氣的存儲(chǔ)，其他一些應(yīng)用還包括壓縮氣體氣瓶的運(yùn)輸。
復(fù)合材料壓力容器的額外優(yōu)勢(shì)是與安全相關(guān)的一些性能，因?yàn)樗鼈兙哂懈邲_擊強(qiáng)度、防爆失效模式和無(wú)腐蝕特性。除了運(yùn)輸方面的應(yīng)用，在越來(lái)越多的專(zhuān)業(yè)或私人烹飪和社區(qū)廚房中，復(fù)合材料液化石油氣（LPG）氣瓶被用作能源。
就制造方法而言，復(fù)合材料壓力容器主要是采用濕法纖維纏繞工藝制成的，原料為浸潤(rùn)了環(huán)氧樹(shù)脂和其他類(lèi)型的樹(shù)脂基材的玻璃纖維或碳纖維。環(huán)氧樹(shù)脂廣泛的粘度范圍、作用時(shí)間和的熱力學(xué)性能是其被廣泛選用的主要原因。就使用者和制成部件數(shù)量來(lái)說(shuō)，纖維纏繞工藝是重要的一種復(fù)合材料制造工藝。大量罐類(lèi)存儲(chǔ)設(shè)備就是用這種方式制成的，包括化學(xué)品儲(chǔ)罐和各種用途的壓力容器，例如呼吸器和消防滅火器。
纖維纏繞：復(fù)合材料罐體如何誕生
纖維纏繞過(guò)程始于安裝在紗架上的玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等線(xiàn)軸上的纖維無(wú)捻粗紗。纖維通過(guò)一種纖維導(dǎo)口（即導(dǎo)絲頭，由圖1 中的導(dǎo)絲頭）聚集在一起。聚集在一起的纖維數(shù)量決定了纖維帶的寬度。纖維帶在穿過(guò)樹(shù)脂槽（樹(shù)脂和固化劑混合在一起形成活性系統(tǒng)，如圖1 中的樹(shù)脂槽所示）時(shí)，樹(shù)脂會(huì)浸潤(rùn)穿拉而過(guò)的纖維粗紗。然后纖維經(jīng)由一個(gè)滾軸或雨刮系統(tǒng)后達(dá)到所需的樹(shù)脂含量，并通過(guò)一個(gè)放線(xiàn)點(diǎn)