我国自主研发碳纤维重载铁路货车即将下线，新材料技术突破

央视消息：9月10日，我国自主研发的首批碳纤维重型铁路货车正在黑龙江齐齐哈尔进行最后的调试工作，即将下线。据了解，传统铁路货车车厢材质主要为钢制和铝合金。下线的铁路货车首次采用以碳纤维为主的新材料，具有减轻自重、提高载重量、增大体积等特点。

碳纤维：从丝束到板材的“神奇转变”

碳纤维被誉为“新材料之王”。它具有纤维状且柔软。可加工成各种面料，用途广泛。碳纤维经过了哪些改变才可以制成坚硬耐用的铁路货运板？

据科研人员介绍，以碳纤维为原料，制备铁路货车用碳纤维复合材料板。关键环节之一是浸渍。

研究人员通过对聚合物树脂进行改性，显着提高了其机械性能和环境适应性。将改性聚合物树脂与碳纤维丝束浸渍形成碳纤维预浸料。

在扫描电子显微镜实验室中，通过扫描电子显微镜对材料进行纳米级拍照和分析。

这种碳纤维板就是用这种碳纤维丝束制成的。从线材到板材的过程中，有一个角色起着不可或缺的作用，那就是改良树脂。屏幕上的这些条和点都是碳纤维丝。比如这个点状的，每个点都是碳纤维丝的截面，其直径只相当于头发丝的1/10。这些大的空白区域就是用这种改性树脂填充的，其粘度和流动性直接决定了碳纤维片材的性能是否稳定。

通过扫描电子显微镜拍摄到的是碳纤维复合材料的微观结构，相当于给材料拍了“X光”。在纳米级范围内，可以清晰地看到头发丝1/1000的大小。研究人员以此来检查是否存在影响材料性能的“病变”，为后续改进材料性能提供参考。

如何对碳纤维片材进行极限测试

为了检验碳纤维在铁路货车领域的安全性，记者和科研人员对碳纤维材料进行了“极限测试”。

这个像头发一样的东西就是一根碳纤维丝。可替代钢材等金属材料制造铁路货运列车车身覆盖件。到底有多强大，让我们通过一组“极限测试”来感受一下。

该防火测试需要专业协助。喷枪火焰的温度将达到1300摄氏度。燃烧一段时间后，关闭喷枪。可以看到喷枪移开后，碳纤维板的火焰立即熄灭，说明其阻燃性能非常好。

这种碳纤维铁路货车的车身面板由于其特殊的结构设计和内部填充物而可以漂浮在水中。

这个容器充满了液氮，温度为-196摄氏度。你放在这里的任何东西都会在一分钟内冻结。现在取出碳纤维板，敲击一下，可以看到它的性能完全没有改变。

别小看这种轻薄的板材，其强度却是钢材的5倍以上。重锤敲击后不变形、不损坏。

在科研人员的帮助下，碳纤维复合材料汽车面板通过了水、防火、低温、强度等一系列测试，具有优异的性能。