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冬奥有我 | 揭秘冬奥火炬里的黑科技,“飞扬”披上碳纤维“外衣”

发布时间:2022-01-28  阅读数:10932

冬奥有我 | 揭秘冬奥火炬里的黑科技,“飞扬”披上碳纤维“外衣”



冬奥

有我

《纺织服装周刊》特别报道


北京2022年冬季奥运会、冬残奥会举办在即,各项准备工作、保障措施已全面就绪。纺织服装行业企业也将迎来一次事关产业发展水平的重要检阅!


从冬奥制服装备、颁奖礼仪服饰、比赛服装,到保暖絮片、石墨烯纤维、奥运场馆建造中用到的土工类产品,以及整个冬奥会的过滤、除尘等防护工作中大量使用的产业用纺织品及非织造布材料……2022北京冬奥,中国纺织元素无处不在!


《纺织服装周刊》特开设“冬奥有我”专栏,发掘并报道北京2022年冬季奥运会、冬残奥会中的纺织元素和纺织故事。



北京2022年冬奥会火炬传递将于2月2日至4日在北京、延庆、张家口三个赛区进行,此前在北京冬奥会开幕倒计时一周年活动上,火炬“飞扬”揭开面纱。由于北京即将成为奥运历史上首座“双奥之城”,因此“飞扬”的外观与北京2008年奥运会开幕式主火炬塔形态相呼应。它以祥云纹样“打底”,自下而上,从祥云纹逐渐过渡到雪花图案,最后在顶端化身为飞扬的火焰。


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“飞扬”不仅外形极具动感和活力,它的外壳也蕴含着“黑科技”。“飞扬”的外壳不仅要耐火抗高温,还要能在极寒天气中使用。如何承受这“冰与火”的双重考验,奥秘就藏在一种新型材料里。

火炬的点火系统全部包在外壳里面,从外面是看不到的。火炬的外壳采用了碳纤维材料,手感非常轻。

碳纤维的质量只有钢的1/4左右,但是强度是钢的7至9倍。这次,研发团队用碳纤维与树脂形成的复合材料来做奥运火炬,堪称世界首创。

冬奥组委给它的第一个评价就是轻,而且很牢固,随便怎么摔也摔不坏。另外一个就是,冬季火炬传递的时候天气很冷,传统金属材料的话手感不太好,复合材料可以解决这个问题,避免这种很冰凉的感觉。

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由于北京冬奥会火炬接力将在冬季低温环境中进行,“飞扬”采用氢作燃料,除了氢具有环保的特点,还因为氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用。但氢气作燃料,燃烧温度就会高于800℃。因此,“飞扬”火炬外壳的研制,花了整整三个月时间,攻克了多项技术难题。

据悉,火炬的火是从里面烧出来的,一般的复合材料都不能在火里烧,要到500℃,在火里再一烧就没了。正好上海金山区有一家企业研发了一种树脂,这个树脂是耐火的,经过测试分析。最后通过工艺调整,它达到了既能够耐温又能够耐火的要求,800℃、900℃都可以。

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作为第三代树脂材料的聚硅氮烷树脂,兼具有机物附着力强大与无机物耐高温的特点,同时集耐腐蚀、磨损和防污防水、超薄膜等优势于一身,恰好能解决火炬所需的各种要求。

生产车间里,由石油产品加工成的这一条条黑色丝束,每一束都包含着12000根碳纤维丝,再经过三维立体编织,最终做成的火炬外壳,看不出任何接缝与孔隙,整个造型浑然一体。

据介绍,有点像织毛衣一样,只不过它是分了三个不同的经向来进行编织,下一步就是拿到下游厂家进行镭雕、上色、喷高温漆,最后才有这样一个亮丽的火炬外壳。

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在材料科技领域,碳纤维的应用前景无限广阔,但却有着森严的技术壁垒。此前,只被日本、美国等少数发达国家掌握,但经过长期研发攻关,上海石化成为国内首家、全球第四家掌握碳纤维大丝束产业化技术的企业。

大飞机将来都要用碳纤维复合材料了,光伏的热场材料、海上风电的风电叶片也是用碳纤维做的。如果以后车辆都是用清洁能源,它需要轻量化,车子的外壳都是用碳纤维来做,我们中国现在碳纤维和碳纤维复合材料的产业发展非常快,将来我们还在研究火炬之后,这个材料可以用在其他更有用的地方。


信息来源:央视新闻、新华社、上海发布



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