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高鐵列車上可能會用到的塑料復(fù)合材料
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發(fā)表時間：2022-12-30 14:15:03
接下來，為大家介紹高鐵上具體應(yīng)用到的復(fù)合材料。 
1. 復(fù)合材料車體
已在現(xiàn)代鐵道車輛中應(yīng)用的復(fù)合材料從種類上分有：
(1) 剛性和半剛性的不飽和聚酯樹脂玻璃鋼;
(2) 酚醛樹脂玻璃鋼;
(3) 強度較高的反應(yīng)型阻燃不飽和聚酯樹脂玻璃鋼;
(4) 強度略低的添加型阻燃不飽和聚酯樹脂玻璃鋼;
(5) 碳纖維材料。
從產(chǎn)品上分有：
(1) 手糊玻璃鋼制件;
(2) 模壓玻璃鋼制件;
(3) 夾層結(jié)構(gòu)玻璃鋼制件;
(4) 碳纖維制件。
玻璃鋼在鐵道車輛上的應(yīng)用
1. 玻璃鋼在鐵道車輛上早期的應(yīng)用
玻璃鋼在鐵道車輛上的應(yīng)用始于上世紀(jì)80年代，首次應(yīng)用于國產(chǎn)140km/h速度級低速電動車組。應(yīng)用的范圍主要包括：
● 內(nèi)側(cè)墻板;
● 內(nèi)側(cè)頂板;
● 拼裝式玻璃鋼衛(wèi)生間;
當(dāng)時的主要應(yīng)用目標(biāo)是節(jié)木代木。所應(yīng)用的玻璃鋼的種類為不飽和聚酯樹脂玻璃鋼。
2. 玻璃鋼在鐵道車輛上的批量應(yīng)用
玻璃鋼在鐵道車輛上的批量應(yīng)用，并逐漸成熟化發(fā)生于上世紀(jì)90年代，主要用于制造鐵路客車和城軌車輛的：
●客室內(nèi)側(cè)墻板;
●內(nèi)側(cè)頂板;
●拼裝式玻璃鋼衛(wèi)生間;
●整體玻璃鋼衛(wèi)生間;
●整體玻璃鋼洗面間;
●玻璃鋼空調(diào)風(fēng)道、廢排風(fēng)道;
●座椅或座椅骨架。
此時的主要應(yīng)用目標(biāo)已由節(jié)木代木轉(zhuǎn)向了提高車輛的檔次;所應(yīng)用的玻璃鋼的種類仍以不飽和聚酯樹脂玻璃鋼為主。
3. 近年來，玻璃鋼在鐵道車輛上的應(yīng)用
從本世紀(jì)初開始，玻璃鋼在鐵道車輛上得到了更加廣泛的應(yīng)用，除應(yīng)用于制造前述的各種產(chǎn)之外，還被廣泛地應(yīng)用于制造：
●車頂導(dǎo)流罩;
●車頂新風(fēng)道;
●車內(nèi)各種造型復(fù)雜的零部件，包括三維曲面形狀的內(nèi)側(cè)墻板和側(cè)頂板;各種特殊形狀的罩板;玻璃鋼蜂窩間壁板;裝飾件。
這一階段玻璃鋼應(yīng)用的主要目標(biāo)是制造有特殊功能要求或有復(fù)雜造型要求的零部件。而且這一階段應(yīng)用的玻璃鋼的防火性能也有所提高，反應(yīng)型和添加型阻燃不飽和聚酯樹脂玻璃鋼得到了大量應(yīng)用，酚醛樹脂玻璃鋼的應(yīng)用逐漸減少。 
4.玻璃鋼在高速動車組中的應(yīng)用
玻璃鋼在高速鐵路動車組中的應(yīng)用，使其真正進入到了成熟階段。因為：
(1)玻璃鋼被應(yīng)用于制造具有特殊功能、造型與結(jié)構(gòu)復(fù)雜、承受較大載荷的綜合性能優(yōu)良的零部件，如玻璃鋼整體流線型車頭、前端開閉機構(gòu)模塊、車頂空氣動力學(xué)導(dǎo)流罩等。
(2)模壓玻璃鋼(SMC)得到了廣泛應(yīng)用
采用模壓玻璃鋼批量制造高速動車組客室內(nèi)側(cè)墻板，具有以下優(yōu)點：
●零部件的尺寸精度高;
●制造質(zhì)量和產(chǎn)品檔次，
●實現(xiàn)了輕量化;
●適合工程化批量生產(chǎn)。
(3)提高了其它部位應(yīng)用的玻璃鋼的水平
●可以根據(jù)需要制成具有各種不同質(zhì)感的零部件;
●外觀質(zhì)量更好，零部件形狀與尺寸精度更高;
●表面顏色與花紋同時可調(diào)。
此時，玻璃鋼應(yīng)用包括了實現(xiàn)特殊功能與造型，并承受一定載、輕量化等更高層次的目標(biāo)。
5.玻璃鋼在鐵道車輛上應(yīng)用過程中出現(xiàn)過的問題
玻璃鋼在鐵道車輛上應(yīng)用過程中曾出現(xiàn)過以下問題：
(1)制造質(zhì)量差，形狀與尺寸精度低，無論是形位公差還是尺寸公差均非 常大，甚至強烈變形、翹曲，達不到使用要求;
(2)強度低、性能不穩(wěn)定，經(jīng)常性地破損、開裂;
(3)耐久性差，經(jīng)常性地產(chǎn)生翹曲、變形;
(4)耐老化性差，表面褪色、龜裂;
(5)防火性能差，達不到鐵道行業(yè)防火標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求;
(6)重量大，難以應(yīng)用于對重量有要求的結(jié)構(gòu)上。
6. 玻璃鋼在現(xiàn)代鐵道車輛中應(yīng)用展望
(1)玻璃鋼材料的特性
●密度小、比強度高：相對密度在1.6~2.1g/cm3之間，只有碳鋼的1/4~1/5，可是拉伸強度卻接近碳鋼;
●耐腐蝕性能好：對大氣、水、一般的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力;
●熱性能良好：導(dǎo)熱率低，室溫下為1.25~1.67KJ/mhK，只有金屬的1/100~1/1000，隔熱性好，適應(yīng)瞬時超高溫情況，是理想的熱防護材料。
●工藝性優(yōu)良：可根據(jù)需要靈活地選擇成型工藝，工藝簡單，可以一次成型，對形狀復(fù)雜、不易成型、數(shù)量少的產(chǎn)品，工藝性優(yōu)越。
●各向異性：不同方向上的力學(xué)性能有明顯差異，與其它工程結(jié)構(gòu)材料還有一定的差距;
●環(huán)保性差：現(xiàn)階段應(yīng)用的玻璃鋼材料還難以降解、回收，廢棄零部件形成不易處理的垃圾，污染環(huán)境。
已在現(xiàn)代鐵道車輛中應(yīng)用的復(fù)合材料從種類上分有：
(1) 剛性和半剛性的不飽和聚酯樹脂玻璃鋼;
(2) 酚醛樹脂玻璃鋼;
(3) 強度較高的反應(yīng)型阻燃不飽和聚酯樹脂玻璃鋼;
(4) 強度略低的添加型阻燃不飽和聚酯樹脂玻璃鋼;
(5) 碳纖維材料。
從產(chǎn)品上分有：
(1) 手糊玻璃鋼制件;
(2) 模壓玻璃鋼制件;
(3) 夾層結(jié)構(gòu)玻璃鋼制件;
(4) 碳纖維制件。
玻璃鋼在鐵道車輛上的應(yīng)用
1. 玻璃鋼在鐵道車輛上早期的應(yīng)用
玻璃鋼在鐵道車輛上的應(yīng)用始于上世紀(jì)80年代，首次應(yīng)用于國產(chǎn)140km/h速度級低速電動車組。應(yīng)用的范圍主要包括：
● 內(nèi)側(cè)墻板;
● 內(nèi)側(cè)頂板;
● 拼裝式玻璃鋼衛(wèi)生間;
當(dāng)時的主要應(yīng)用目標(biāo)是節(jié)木代木。所應(yīng)用的玻璃鋼的種類為不飽和聚酯樹脂玻璃鋼。
2. 玻璃鋼在鐵道車輛上的批量應(yīng)用
玻璃鋼在鐵道車輛上的批量應(yīng)用，并逐漸成熟化發(fā)生于上世紀(jì)90年代，主要用于制造鐵路客車和城軌車輛的：
●客室內(nèi)側(cè)墻板;
●內(nèi)側(cè)頂板;
●拼裝式玻璃鋼衛(wèi)生間;
●整體玻璃鋼衛(wèi)生間;
●整體玻璃鋼洗面間;
●玻璃鋼空調(diào)風(fēng)道、廢排風(fēng)道;
●座椅或座椅骨架。
此時的主要應(yīng)用目標(biāo)已由節(jié)木代木轉(zhuǎn)向了提高車輛的檔次;所應(yīng)用的玻璃鋼的種類仍以不飽和聚酯樹脂玻璃鋼為主。
3. 近年來，玻璃鋼在鐵道車輛上的應(yīng)用
從本世紀(jì)初開始，玻璃鋼在鐵道車輛上得到了更加廣泛的應(yīng)用，除應(yīng)用于制造前述的各種產(chǎn)之外，還被廣泛地應(yīng)用于制造：
●車頂導(dǎo)流罩;
●車頂新風(fēng)道;
●車內(nèi)各種造型復(fù)雜的零部件，包括三維曲面形狀的內(nèi)側(cè)墻板和側(cè)頂板;各種特殊形狀的罩板;玻璃鋼蜂窩間壁板;裝飾件。
這一階段玻璃鋼應(yīng)用的主要目標(biāo)是制造有特殊功能要求或有復(fù)雜造型要求的零部件。而且這一階段應(yīng)用的玻璃鋼的防火性能也有所提高，反應(yīng)型和添加型阻燃不飽和聚酯樹脂玻璃鋼得到了大量應(yīng)用，酚醛樹脂玻璃鋼的應(yīng)用逐漸減少。
玻璃鋼在高速鐵路動車組中的應(yīng)用，使其真正進入到了成熟階段。因為：
(1)玻璃鋼被應(yīng)用于制造具有特殊功能、造型與結(jié)構(gòu)復(fù)雜、承受較大載荷的綜合性能優(yōu)良的零部件，如玻璃鋼整體流線型車頭、前端開閉機構(gòu)模塊、車頂空氣動力學(xué)導(dǎo)流罩等。
(2)模壓玻璃鋼(SMC)得到了廣泛應(yīng)用
采用模壓玻璃鋼批量制造高速動車組客室內(nèi)側(cè)墻板，具有以下優(yōu)點：
●零部件的尺寸精度高;
●制造質(zhì)量和產(chǎn)品檔次，
●實現(xiàn)了輕量化;
●適合工程化批量生產(chǎn)。
(3)提高了其它部位應(yīng)用的玻璃鋼的水平
●可以根據(jù)需要制成具有各種不同質(zhì)感的零部件;
●外觀質(zhì)量更好，零部件形狀與尺寸精度更高;
●表面顏色與花紋同時可調(diào)。
此時，玻璃鋼應(yīng)用包括了實現(xiàn)特殊功能與造型，并承受一定載、輕量化等更高層次的目標(biāo)。
5.玻璃鋼在鐵道車輛上應(yīng)用過程中出現(xiàn)過的問題
玻璃鋼在鐵道車輛上應(yīng)用過程中曾出現(xiàn)過以下問題：
(1)制造質(zhì)量差，形狀與尺寸精度低，無論是形位公差還是尺寸公差均非 常大，甚至強烈變形、翹曲，達不到使用要求;
(2)強度低、性能不穩(wěn)定，經(jīng)常性地破損、開裂;
(3)耐久性差，經(jīng)常性地產(chǎn)生翹曲、變形;
(4)耐老化性差，表面褪色、龜裂;
(5)防火性能差，達不到鐵道行業(yè)防火標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求;
(6)重量大，難以應(yīng)用于對重量有要求的結(jié)構(gòu)上。
6. 玻璃鋼在現(xiàn)代鐵道車輛中應(yīng)用展望
(1)玻璃鋼材料的特性
●密度小、比強度高：相對密度在1.6~2.1g/cm3之間，只有碳鋼的1/4~1/5，可是拉伸強度卻接近碳鋼;
●耐腐蝕性能好：對大氣、水、一般的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力;
●熱性能良好：導(dǎo)熱率低，室溫下為1.25~1.67KJ/mhK，只有金屬的1/100~1/1000，隔熱性好，適應(yīng)瞬時超高溫情況，是理想的熱防護材料。
●工藝性優(yōu)良：可根據(jù)需要靈活地選擇成型工藝，工藝簡單，可以一次成型，對形狀復(fù)雜、不易成型、數(shù)量少的產(chǎn)品，工藝性優(yōu)越。
●各向異性：不同方向上的力學(xué)性能有明顯差異，與其它工程結(jié)構(gòu)材料還有一定的差距;
●環(huán)保性差：現(xiàn)階段應(yīng)用的玻璃鋼材料還難以降解、回收，廢棄零部件形成不易處理的垃圾，污染環(huán)境。
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