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碳纳米纤维纸—玻纤/环氧复合材料对风力发电叶片的影响
  • ISSN号:1000-3851
  • 期刊名称:《复合材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]郑州大学材料科学与工程学院,郑州450002, [2]长沙理工大学汽车与机械工程学院,长沙410114, [3]俄亥俄州立大学纳米材料与生物分子研究中心,俄亥俄43210
  • 相关基金:国家自然科学基金(11172271);973项目(2012CB025904)致谢:本研究实验部分在美国俄亥俄州立大学完成,感谢国家基金委在留美期间的资助.感谢俄亥俄州立大学LJames.Lee教授的悉心指导.
中文摘要:

针对风力发电叶片在多风沙环境下的固体粒子冲蚀磨损行为,研究了风力发电叶片专用环氧树脂(EPIKOTE“RIM135、EPIKuRE RIMH137)、传统玻纤增强环氧复合材料和新型碳纳米纤维纸一玻纤/环氧复合材料的固体粒子冲蚀磨损行为,并测试了不同材料的玻璃化转变温度,进而对比分析了其对冲蚀磨损的影响;针对风力发电叶片在寒冷环境下表面容易结冰的现象,研究了上述三种材料表面的疏水性能,并测试了它们对水的接触角大小。结果表明:碳纳米纤维纸一玻纤/环氧复合材料具有良好的界面结合,且碳纳米纤维纸的引入提高了碳纳米纤维纸一玻纤/环氧复合材料的玻璃化转变温度(从55℃提高到63℃),从而改善了其耐固体粒子冲蚀磨损性能;同时,碳纳米纤维纸的加入改善了碳纳米纤维纸一玻纤/环氧复合材料的表面疏水性能(接触角从104°提高到131°)。

英文摘要:

According to wind turbine blade worked in sandy environment, high winds can carry abrasive particles disrupting the blade and reducing its aerodynamic efficiency, the behaviors of sand erosion were investigated. In this paper, three different samples: the pure epoxy (EPIKOTETM RIM 135, EPIKURETM RIM H 137 especially for wind turbine blade), the conventional glass fiber reinforced composite and the carbon nano-fiber paper - glass fiber/ epoxy composite were compared in terms of wear loss, surface profile, glass transition temperature and water contact angle. For the erosion testing, the mass loss of the traditional composite is larger than that of pure epoxy resin, and that of carbon nano- fiber paper - glass fiber/epoxy composite. Compared with traditional composite, carbon nano-fiber paper- glass fiber/epoxy composite shows a higher glass transition temperature (from 55 ~C increased to 63 *C ) and a larger contact angle (from 104~ increased to 131~, more hydrophobic), which can improve the heat-resistance performance and the anti-ice properties. This novel carbon nano-fiber paper- glass fiber/epoxy composite has a great potential as a coating materials for wind turbine blade, providing erosion resistance, preventing ice-buildup, and reducing the energy loss.

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期刊信息
  • 《复合材料学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:工业和信息化部
  • 主办单位:北京航空航天大学 中国复合材料学会
  • 主编:益小苏
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:
  • 电话:010-82316907
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3851
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1801/TB
  • 邮发代号:80-413
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:17731