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新型导线用碳纤维复合材料的拉挤成型工艺

新型碳纤维复合芯导线是近年来输变电工程领域出现的一种可替代传统钢芯导线的全新产品, 具有导电率高、载流量大、密度低、拉伸强度高、线膨胀系数小、耐热性好、耐老化性能好等优点。碳纤维复合芯导线可以有效提高输电线路的输送容量、输电网的安全可靠性, 并降低架空输配电工程总成本, 对实现输变电领域节能、安全、环保和经济性的更高要求具有非常重要的意义。目前工程应用的碳纤维复合芯导线主要是进口产品, 碳纤维复合芯导线的国产化是非常必要且紧迫的。

碳纤维复合芯导线的创新之处在于用碳纤维复合材料替代传统钢芯材料, 因此, 碳纤维复合材料的加工成型是复合芯导线研究的核心技术, 成型技术的优劣将直接影响复合芯的性能, 从而在很大程度上决定了整个导线的性能。

碳纤维复合芯导线的制备工艺采用拉挤成型。复合材料拉挤制品具有许多优点, 如力学性能好、耐腐蚀、尺寸稳定、热导率低、绝缘性能好、耐老化等,是目前复合材料生产中自动化程度较高的连续成型工艺[ 2] 。拉挤成型重要的工艺参数包括温度、压力、拉挤速度、牵引力和树脂固化反应等 。拉挤成型的工作流程是在牵引机的拉力下, 连续的碳纤维在树脂基体中浸渍, 预成型后通过加热的模具, 热量传递至液态的树脂/碳纤维复合体系, 交联反应开始发生, 树脂从复合材料的周边向中心固化。树脂固化后体积收缩, 使得复合材料与模具分开, 经过脱模、后固化、冷却等流程, 最终由收线机进行收卷。


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