央視網訊息： 9月10日，由中國自主研發的首批碳纖維多載鐵路貨車，在黑龍江齊齊哈爾正進行最後的偵錯工作，即將下線。據了解，傳統鐵路貨車材質以鋼材和鋁合金為主，這次下線的鐵路貨車首次使用以碳纖維為主的新材料構成，具有自重降低、載重增加、容積增大等特性。
碳纖維：由絲束到板材的「神奇轉變」
碳纖維被譽為「新材料之王」，其外形呈纖維狀，柔軟，可加工成各種織物，套用範圍十分廣泛。碳纖維到底經過了怎樣的變化，才能夠制備成為堅硬耐用的鐵路貨車板材？
科研人員介紹，由碳纖維作為原材料，制備成鐵路貨車的碳纖維復合板材，這其中的關鍵環節之一就是浸漬。
科研人員透過對高分子樹脂進行改性，使其機械效能和環境適應力獲得顯著提升。改性後的高分子樹脂與碳纖維絲束透過浸漬工藝，形成碳纖維預浸料。
在掃描電鏡實驗室，透過掃描電鏡對材料進行奈米尺度的拍照分析。
這種碳纖維板材就是用這種碳纖維絲束制成的，由絲到板的過程中，有一個角色功不可沒，那就是改良樹脂。螢幕上這些條狀和點狀的都是碳纖維絲，比如這個點狀的，每一個點都是一個碳纖維絲的橫截面，它的直徑只相當於一根頭發絲的1/10。這些大片的空白的區域都是填充了這種改性的樹脂，粘稠度和流動性直接決定了碳纖維板材的效能是否穩定。
透過掃描電鏡拍攝的是碳纖維復合材料的微觀結構，相當於給材料拍「X光」。在奈米尺度範圍內，可以清晰看到頭發絲1/1000尺度的大小，科研人員以此檢查材料是否存在影響效能的「病竈」，為後續材料效能提升提供參考。
碳纖維板材的極限測試如何進行
為了測試碳纖維在鐵路貨車領域套用的安全性，記者與科研人員一起進行了一場碳纖維材料的「極限測試」。
這個像頭發絲一樣的就是碳纖維絲束。它可以代替鋼鐵等金屬材質，來制造鐵路貨運列車的車體板材。它究竟有多厲害，透過一組「極限測試」來感受一下。
這個噴火測試環節需要專業人員協助完成，噴槍火焰的溫度會達到1300攝氏度。經過一段時間的燃燒之後關掉噴槍，可以看到噴槍挪開之後，碳纖維板的火焰立刻熄滅，說明它的阻燃效能非常好。
這種碳纖維的鐵路貨車的車體板材，由於采用了特殊的結構設計，加上內部的填充物，使得它在水裏也能夠漂起來。
這個容器裏面裝的是液氮，溫度是零下196攝氏度。任何東西放在這裏邊，一分鐘就能把它凍透。現在把這個碳纖維板材拿出來，敲擊一下可以看到它的性狀沒有任何改變。
別小看這又輕又薄的一個板材，但是它的強度卻是鋼鐵的5倍以上，經過重錘的暴擊之後它沒有任何的變形和損傷。
在科研人員的幫助下，碳纖維復合材料車板透過了水、火、低溫、強度等一系列測試，各項效能優良。
