11 CFRP作為鈾濃縮超高速離心機(jī)的高速轉(zhuǎn)子材料

天然鈾礦石的主要成分是鈾238。工業(yè)上，常采用氣體擴(kuò)散法進(jìn)行鈾濃縮，盡管該方法投資大、耗能高，但卻是目前僅有可行的方法。

鈾濃縮氣體離心機(jī)技術(shù)是核燃料生產(chǎn)的關(guān)鍵，是衡量核技術(shù)水平的重要標(biāo)志。鈾濃縮氣體離心機(jī)具有高真空、高轉(zhuǎn)速、強(qiáng)腐蝕、高馬赫數(shù)、長(zhǎng)壽命、不可維修等特點(diǎn)，其研制涉及機(jī)械、電氣、力學(xué)、材料學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多學(xué)科的理論和技術(shù)，難度非常大[32]。離心機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與氣體分離效率直接相關(guān)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越高，氣體分離效率也越高。因此，確保轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在60000r/min以上，是鈾濃縮氣體離心機(jī)最基本的性能要求。而這么高的轉(zhuǎn)速便對(duì)轉(zhuǎn)子的材質(zhì)提出了非?？量痰囊蟆＝饘俨馁|(zhì)的轉(zhuǎn)子根本無(wú)法達(dá)到如此高的轉(zhuǎn)速，因?yàn)樗鼰o(wú)法跨越共振頻率，金屬材質(zhì)的轉(zhuǎn)子一旦達(dá)到共振頻率便會(huì)碎裂；而CFRP制成的轉(zhuǎn)子則不存在這一問(wèn)題，其可耐受更高的轉(zhuǎn)速。因此，早在20世紀(jì)80年代，CFRP就已被用于制造鈾濃縮氣體離心機(jī)的高速轉(zhuǎn)子。且隨著CFRP技術(shù)的進(jìn)步，CFRP制成的轉(zhuǎn)子可耐受更高的轉(zhuǎn)速，鈾濃縮效率大幅提升。

鑒于CFRP高速轉(zhuǎn)子在鈾濃縮生產(chǎn)中的重要作用，西方國(guó)家一直對(duì)非核國(guó)家禁運(yùn)氣體離心機(jī)用CFRP高速轉(zhuǎn)子。1992年11月9日，美國(guó)《核燃料》雜志報(bào)道，歐洲鈾濃縮公司（Urenco）的股東——奧格斯堡-紐倫堡機(jī)器制造公司（MaschinenfabrikAugsburg-Nurnberg AG）的前員工Kar1 HeinzSchaap，與妻子共同經(jīng)營(yíng)了一家名為Ro-Shc的公司。這對(duì)夫妻通過(guò)Ro-Shc公司向伊拉克出售了至少20個(gè)CFRP離心機(jī)轉(zhuǎn)子。1992年11月2日，奧格斯堡（Augsburg）聯(lián)邦檢察官向Kar1 HeinzSchaap發(fā)出了逮捕令。此事，進(jìn)一步印證了CFRP在鈾濃縮氣體離心機(jī)技術(shù)中的重要性。

12 CFRP作為特種管筒的增強(qiáng)材料

與壓力容器長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)耐壓不同，炮管、液壓作動(dòng)筒等特種管筒需在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)高頻次地承受和釋放高壓。由碳纖維纏繞或預(yù)浸料包覆增強(qiáng)的此類特殊用途的承壓管筒，在減輕自身質(zhì)量、改進(jìn)散熱、提高精度、延長(zhǎng)壽命等方面效果非常明顯。

美國(guó)普魯夫?qū)嶒?yàn)公司（PROOF Research）是一家總部位于美國(guó)蒙大拿州的科技企業(yè)，該公司研發(fā)了一款CFRP增強(qiáng)管。其將先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)與熱-機(jī)械設(shè)計(jì)原理相融合，并采用了航空專用碳纖維和航天高溫樹脂，研制出新一代運(yùn)動(dòng)用槍館。與鋼質(zhì)管相比，CFRP增強(qiáng)管自身質(zhì)量可減小64%，射擊精度可達(dá)比賽級(jí)要求。此外，該公司研制的CFRP增強(qiáng)管在設(shè)計(jì)與制造工藝上適應(yīng)了碳纖維的縱向（即沿管長(zhǎng)度方向）熱擴(kuò)散率特性，能更有效地通過(guò)管壁散熱，極大地提高熱擴(kuò)散效率，且管能快速冷卻，并可在持續(xù)開火狀態(tài)下更長(zhǎng)時(shí)間地保持射擊精度。

CFRP技術(shù)在管上的成功應(yīng)用很快推廣到對(duì)各式炮管的增強(qiáng)。同時(shí)，利用CFRP增強(qiáng)的特種液壓作動(dòng)筒也已面市。

（后續(xù)請(qǐng)見碳纖維的十六個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域及近期技術(shù)進(jìn)展(七)）

江蘇優(yōu)培德復(fù)合材料有限公司致力于碳纖維等復(fù)合材料汽車及工業(yè)領(lǐng)域的高性能零件開發(fā)、試制、及生產(chǎn)，配備有復(fù)合材料不同生產(chǎn)工藝如模壓、RTM、真空導(dǎo)入、纏繞等，根據(jù)不同的產(chǎn)品需求及量綱要求提供整體解決方案。

公司團(tuán)隊(duì)在不同專業(yè)領(lǐng)域如公司管理、市場(chǎng)營(yíng)銷、項(xiàng)目管理、產(chǎn)品及工藝設(shè)計(jì)開發(fā)、質(zhì)量管理等均擁有15年以上的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，并且具備從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、模擬分析、模具設(shè)計(jì)、樣品制造、試驗(yàn)驗(yàn)證、一直到批量生產(chǎn)的能力，使得公司有能力專業(yè)從事碳纖維應(yīng)用，及性能要求更高的工業(yè)設(shè)備碳纖維應(yīng)用。

公司與所從事的專業(yè)領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)外的模具及原材料供應(yīng)商建立緊密合作關(guān)系，使我們的產(chǎn)品在選材、品質(zhì)、工藝及成本上均能提供客戶更優(yōu)的方案。通過(guò)公司的專業(yè)管理機(jī)理念成為客戶在中國(guó)及全球工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域輕量化零部件開發(fā)及生產(chǎn)的伙伴。