北京2022冬奥会火炬“飞扬”
凭借动感活力的外形
和耐寒、抗高温的“黑科技”
受到全世界的关注
其绚丽的外壳由上海石化
参与研发的碳纤维及其复合材料制成
属世界首创
究竟何为碳纤维（黑黄金）？
它是怎么生产的？
又是怎样制成火炬的？
是什么能让这种新型材料
承受“冰与火”的双重考验？
这就为您揭秘~
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探源解密：从碳纤维到“飞扬”火炬
2020年6月，一则上级通知突然降临：应冬奥组委要求，上海石化为火炬“飞扬”研制碳纤维外壳。
碳纤维单根仅有头发丝1/15粗细，如何将这么细的碳纤维丝变成不同形状碳纤维复合材料呢？上海石化闻令而动，立即组织内部攻关团队和外部合作团队，开启了编织“飞扬”梦之路。
火炬外壳分成两段：上段燃烧段和下段普通段，上下段采用胶接的方式，形成火炬整体外壳预制件。上段采用碳纤维陶瓷基复合材料，该材料耐高温性能优异，满足火炬上段燃烧环境的使用；下段采用碳纤维树脂基复合材料，该材料力学强度高，满足火炬的整体使用强度。
火炬外壳旋转上升，如丝带飘舞的造型怎么做？攻关团队几经周折，慕名找到东华大学三维编织团队。200多锭碳纤维，从3个不同的维度像编织羊毛衫一样，成功塑造出丝带飘舞的优美造型。
随后将上下部分通过高温黏连、固化、打磨、喷漆、镭雕、组装，最终制成了“飞扬”外壳。
生产工艺：碳纤维是怎么生产的
碳纤维和我们日常戴的口罩“同宗同源”
它们都是亿万年前深埋在岩石地层里的
一坨黑乎乎的——石油！
从原油到碳纤维
一滴石油究竟经历了什么?
以最主流的PAN基碳纤维为例，从亿万年前形成的原油到2022北京冬奥会“飞扬”的制备流程十分漫长，是一次漫长的“飞扬”之旅。
被石油工人开采出来的石油进入炼厂之后，经过常减压装置蒸馏处理，可以从中提取石脑油等组分。接下来将石脑油送到乙烯装置，在温度700~900摄氏度的乙烯裂解炉中，将其裂解成丙烯。当丙烯与氨、氧气走到一起，在催化剂的推波助澜之下，发生了丙烯氨氧化反应，得到了碳纤维的原料——丙烯腈。
丙烯腈单体经过聚合反应，形成聚合物聚丙烯腈。聚丙烯腈加入特殊溶剂，通过机械剪切和管道输送，大分子逐渐有序排列，纺丝液从类似于淋浴花洒一样的喷丝板的喷丝孔里高速挤出，在特制的溶液中凝固成型。
经过一系列的机械拉伸，形成致密规整的白色原丝。白色原丝经过氧化、高低温碳化等连续工艺，就像生面团烤制面饼，颜色从白变黄，再从黄变黑，纤维也越变越细，最终形成“黑黄金”碳纤维。
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应用领域：碳纤维可以用在哪？
在当今世界高速工业化的大背景下，碳纤维用途正趋向多样化，凭借着轻而强、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好及设计性好、可大面积整体成型等优异性能，碳纤维已在航空航天、国防军工和民用工业的各个领域得到广泛应用。
01 碳纤维抽油杆应用于采油产业
02 碳纤维耐磨制件应用于腈纶纺丝机械设备
03 碳纤维补强技术应用于公路、立交桥、高铁、隧道等基础设施维修加固工程
04 碳纤维钢筋替代传统工程材料
前面给大家介绍了
这么多碳纤维知识
你对碳纤维是不是更好奇了？
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预约方式：上海石化公众开放日
报名邮箱：chenwen.shsh@sinopec.com
联系电话：021-57941941-21215(陈女士)
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