预固化温度对风电叶片复合材料性能的影响

设计了四种预固化制度对风电叶片用树脂静力性能和单向织物的复合材料疲劳性能进行了研究,研究结果表明预固化温度对环氧树脂基体和复合材料的静力学性能影响不显著,但对复合材料的疲劳性能具有较大的影响,通过实验测试验证了预固化温度对疲劳性能m值的影响趋势,结合叶片制造不同预固化温度对复合材料叶片制造出现的泛白现象进行了分析,明确了玻纤增强树脂基复合材料的制造固化过程的温度边界。

夹芯泡沫材料性能及其在风电叶片上的应用

从静态力学性能、疲劳性能、吸水性、树脂吸收率、耐热性、安全性、环保性、阻燃、燃烧烟雾浓度、毒性及价格等方面比较了PET、PVC、PMI作为风电叶片用夹芯泡沫的优缺点,为风电叶片用夹芯泡沫的选择提供了方向。

风电罩壳设计中夹芯材料的力学响应表征

风电复合材料叶片和机舱罩通常采用三明治夹心结构来提高产品的刚度和稳定性。以4点弯曲夹芯梁为例,分别采用壳单元、壳单元和三维单元对其进行模拟分析,并与实验结果进行比较。结果显示,综合使用二维单元和三维单元的模拟结果与理论结果吻合得很好,表明该方法能更准确地模拟夹芯结构的力学行为,是设计复合材料夹芯结构时的理想模拟方法。

新型高氮母液制备呋喃树脂的开发研究

研究了母液稀释快速高效制备呋喃树脂的方法,探索了母液含氮量与粘度的关系,确定了母液的适宜含氮量,并对母液的密度、粘度、存放稳定性等进行了研究。结果表明,母液含氮量为10%时粘度能满足当前生产条件,弱碱性条件下母液可以常温存储60天。还研究了母液制备的产品性能,结果表明,采用高氮母液制备的产品理化指标及工艺性能与传统方法相当,且稀释方法制备的产品不同批次间的稳定性远远优于传统方法制备的产品。母液稀释法制备树脂生产耗时降低60%,生产损耗降低80%,且整个生产过程无废水产生,更加绿色、环保、高效,经济效益显著。

热固性酯类环氧/胺固化物的催化降解及循环利用研究

热固性环氧树脂的三维交联结构使其不溶不熔,回收困难。选择酯类环氧作为环氧基体,胺为固化剂进行固化,在常压下用乙二醇对固化物进行降解,研究了金属锌盐、有机碱等多种催化剂对环氧/胺固化物的催化降解效果及环氧降解产物的循环利用效果。结果表明:乙二醇可将环氧/胺固化物全部降解,使用质量分数5%的醋酸锌为催化剂,完全降解时间为365 min,与不加催化剂体系相比较,降解时间减少了135 min。降解物按照质量分数10%比例添加到原环氧/胺体系中,热稳定性保持良好,断裂伸长率提高了39%,拉伸强度略下降,但仍保持较高强度。催化剂能提高热固性环氧树脂的降解速度,降解物可按一定比例添加到原环氧/胺体系中实现循环利用。

低玻璃化转变温度的玻璃粉对异质结主栅浆料性能的影响

以低玻璃化转变温度的玻璃粉为研究对象,研究异质结主栅浆料在玻璃粉不同的Bi_(2)O_(3)-PbO-TeO_(2)质量比、添加量、电池片固化温度对电性能和290℃焊接附着力的影响。使用差示扫描量热仪和超景深显微镜分别测试玻璃化转变温度和观察电池片形貌,测试方式有TLM电性能测试和焊接附着力测试。结果表明,当Bi_(2)O_(3)-PbO-TeO_(2)的质量比为0∶15∶15,玻璃粉的质量分数为1%,固化温度为200℃时,主栅浆料电性能最优,290℃焊接附着力为3.63 N。

大型风电叶片用低放热灌注环氧树脂的研制

随着风电叶片往大型化的方向发展以及风电叶片生产提速的需求,传统的灌注环氧树脂由于放热温度过高,往往会引起叶片的局部质量缺陷。针对这一问题,开发了一种适用于大型风电叶片的低放热快速固化环氧树脂体系。这里将开发的低放热环氧树脂体系的固化放热情况,固化速度和标准灌注环氧树脂进行了比较,结果表明,低放热环氧树脂反应焓和放热温度都明显低于标准环氧树脂。反应焓降低了129 J/g,放热温度显著降低。固化时间有所缩短,文章还对该树脂的其他工艺性能、浇铸体性能和复合材料性能进行了全面表征,结果是树脂的力学性能有小幅提高,综合性能满足大型风电叶片的要求。该树脂体系已成功应用于100 m级大型风电叶片上。

太阳能叠瓦组件用导电胶黏剂的研制

针对叠瓦组件对导电胶黏剂的要求,研制了基于丙烯酸基体树脂的单组分导电胶。对导电胶的粘度和触变性能,存储期和可操作时间,固化速度,黏结性能,导电性能等进行了全面表征。结果表明研制的导电胶具有杰出的综合性能。将导电胶用于叠瓦组件的粘接,并验证组件的功率,组件功率接近理论功率。制备的导电胶在商业化的叠瓦组件上具有较为广阔的应用前景。

醇基白刚玉/锆英粉复合涂料高温性能的研究

在铸钢件特别是大型铸钢件的生产中,锆英粉、白刚玉均表现出优良的防粘砂性能,但在某些方面无法获得较为满意的使用效果。研究了不同颗粒尺寸的锆英粉及白刚玉复配涂料在大型铸钢件上的应用。结果表明,325目锆英粉与200目白刚玉粉比例在20∶80时,烧结抗压强度最大,为0.931 MPa;该配比下颗粒之间烧结明显,较为紧实,空隙较少;选用该配比的复合骨料生产的涂料波美度适中,悬浮性好,涂层强度高,发气量低,高温抗爆裂性能好。现场应用表明,铸件与涂层易剥离,铸件表面良好。

腰果酚改性呋喃树脂的性能研究

研究了腰果酚与多聚甲醛的反应比例,探索了腰果酚替代苯酚后对呋喃树脂密度、粘度等理化指标的影响,测试了腰果酚改性后树脂的工艺性能,型砂强度、发气量等。结果表明,腰果酚与多聚甲醛的质量反应比例为12/50,腰果酚替代苯酚比例为50%时,树脂性能最佳。对于标准砂和回收砂,使用时间tk与起模时间tq之间的比值σ分别为0.13和0.24,强度分别为1.74 MPa和0.83 MPa,可以满足生产上造型的需求。因腰果酚价格只有苯酚的一半左右,可实现每吨降低成本560元。

大型风电叶片用真空灌注聚氨酯的开发研究

分别采用自产3010型双组分聚氨酯树脂及常规风电叶片用环氧树脂制备了纯树脂浇注试片,以双组分聚氨酯树脂与玻纤为原料,采用真空灌注方法制备了聚氨酯玻纤增强复合材料(FRP)。考察了聚氨酯树脂的混合黏度和凝胶时间及其浇注体的热变形温度,并与环氧树脂浇注体的力学性能进行对比;进一步研究了不同玻纤/聚氨酯FRP的力学性能。结果表明,3010型聚氨酯树脂在25℃下混合黏度为70 mPa·s、凝胶时间为120 min、浇注试片热变形温度为90℃。聚氨酯浇注试片在-40℃、23℃和50℃的拉伸强度均高于环氧树脂20%左右。聚氨酯FRP具有良好的机械性能和耐疲劳性,其中拉拉疲劳m值为10.68,高出玻纤/环氧树脂FRP约5%。

腰果酚改性酯固化酚醛树脂的研究及性能表征

铸造造型用酯固化酚醛树脂有使用气味小、溃散性好、操作方便、不含有害元素等优点,并且在强度方面具有高温“二次固化”的特性,特别适用于铸钢件的生产。本研究中的腰果酚改性酯固化酚醛树脂拉伸强度达到1.024 MPa,可使用时间达到5~70 min。腰果酚改性后,酚醛树脂在耐热性、抗湿性上更为优异。改性树脂的工艺性能测试结果表明,温度与固化剂的种类对改性树脂的脱模时间影响非常明显;加入量方面,固化剂最优使用量为25%,树脂的最优使用量为1.5%~2.0%。

醇基复合白刚玉涂料粘砂问题的研究

涂料骨料具有较高的烧结强度可有效解决铸件在浇铸过程中的粘砂问题。以白刚玉作为基准骨料,在1 300℃下分别与氧化锌、滑石粉、铝矾土、膨润土、石英粉、二氧化钛、锆英粉、云母等8种辅助骨料进行了单一烧结,烧结强度测试和复合烧结实验。结果表明,白刚玉与锆英粉、二氧化钛、膨润土具有较高的烧结强度。骨料组成为80%白刚玉、20%锆英粉、2%二氧化钛、4%膨润土时涂料的烧结强度最高。按此配方制备的醇基复合白刚玉涂料现场试用涂刷性能好,发气量低,悬浮性好,不易粘砂,与国外知名品牌产品性能相当。

HJT电池低温固化浆料体积电阻率测试方法分析

银浆是HJT电池最重要的材料之一,要求其具有良好的体积电导率、良好的附着力及优良的细线印刷性能。就HJT低温固化浆料印刷后电极体积电阻率的测试方法进行了探讨和研究,通过对比两种体积电阻率测试方法:四探针法和直流电阻法,分析了两种测试方法的优点和缺点,为评估HJT低温银浆所形成电极的导电性探索了新方法。

风电叶片主梁用拉挤环氧板工艺性能测试及影响

拉挤板材用于风电叶片主梁制作,相比较于灌注工艺板材,具有更高的0°方向力学性能及模量,对叶片具有减轻质量的作用,同时能够节约人工成本。研究了拉挤板材应用于风电叶片主梁制造中,工艺条件对力学性能的影响,研究表明:在工艺过程中,固化温度、固化时间、树脂体系等其他相关因素对力学性能影响明显;制样方式中,边缘未打磨处理与边缘切割处理的试样的拼接强度差达10.9 MPa,拼接面缝间距为0 mm与5 mm的试样的拼接强度差达6.2 MPa;平纹布中纤维浸润剂失效与否对应的拼接强度差达10.5 MPa。

金属结构螺栓连接件载荷作用下的变形分析

本文主要研究了金属结构螺栓连接件在复杂工况下的受力状态,对比分析了实体单元模型与常用工程简化模型之间的受力特点,结合螺栓紧固件的力学特性,提出使用GAP单元简化模型对螺栓紧固结构进行简化分析。分析结果表明,刚性梁单元简化模型忽略了连接件之间的相互作用,其简化结果存在较大的误差,螺栓连接件的变形与载荷的矢量并无关系,GAP单元简化模型能合理的模拟连接件之间的弹性接触行为,与实体单元的分析结果最为接近,适合用于大型金属结构螺栓紧固结构的工程简化分析。

风电叶片用环氧树脂和聚氨酯性能比较

针对风力发电机叶片用基体树脂的要求,公司开发了灌注环氧树脂体系和灌注聚氨酯树脂体系。文章对2种树脂体系的理化特性,工艺性能,本体力学性能和复合材料力学性能进行了系统的比较。结果表明开发的灌注聚氨酯树脂具有黏度低,本体力学性能更好的优势。而灌注环氧树脂具有工艺性能更好,对环境容忍度好,韧性更好的优势。二者都能满足风电叶片的要求,制备风电叶片时,可根据风电叶片的工艺和力学性能要求进行选择。

DTR E240E风电叶片用环氧胶黏剂的研制

文章在综述风电叶片用环氧胶黏剂国内外研究进展,风电叶片在环氧胶黏剂的性能要求的基础上,采用固化剂改性的方法研制出DTR E240E系列风电环氧胶黏剂。对该胶黏剂的工艺性能、浇铸体力学性能、粘接性能及耐蠕变性能进行了详细的表征。结果表明DTR E240E系列风电环氧胶黏剂拥有良好的综合性能,完全满足风电叶片的要求。DTR E240E系列风电环氧胶黏剂成功地应用于1.5 MW和2.0 MW风电叶片上。

风电叶片手糊成型环氧树脂体系的研究

采用树脂搭配系列固化剂的策略,开发出工艺窗口期宽泛的覆盖15~300min的多元化手糊环氧树脂体系。通过采用不同促进剂促进胺类固化剂获得差异化的可操作时间,同时对环氧树脂的分子结构进行改性,获得了强度和柔韧性满足要求的手糊环氧树脂产品DQ220E以及配套的DQ221H^DQ224H固化剂体系。该体系的工艺性能、力学性能、复合材料性能测试结果表明,各项指标满足风电叶片材料的要求。

PERC背面银浆性能研究

通过研究三种不同背面银浆的性能,发现三种背面银浆的黏度、细度、拉力性能均比较接近,而PERC背面银浆的固含量比普通背面银浆高,方阻比普通背面银浆低。不同背面银浆最大的性能差异在于其对PERC电池钝化层的破坏程度不同。通过电性能测试我们发现普通背面银浆制备的PERC电池Eff低0.4%左右,说明普通背面银浆不能用于PERC电池的制备。通过EL定量分析的方法我们发现,普通背面银浆的灰度值显著低于PERC背面银浆,说明其对钝化层的破坏程度大,这与电性能测试数据吻合。