纤维增强铝基复合材料在输电导线中的应用（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）·新技术应用·纤维增强铝基复合材料在输电导线中的应用李寅雪(中国电力科学研究院,北京102401摘要:连续氧化铝纤维增强铝基复合芯输电导线以其重量轻、强度大、蠕变小、线膨胀系数小等优点,逐渐被研究人员重视。连续氧化铝纤维增强铝基复合材料是首次应用于输电导线,作为导线的承力部分。本文重点概述了纤维增强金属基复合材料的制备方法、性能特点、发展现状等。关键词:铝基复合材料;纤维增强;输电导线中图分类号:TM751文献标识码:B文章编号:1003-9171(202108-0029-04ApplicationofFiber-reinforcedAluminiumMatrixCompositesinConductorLiYin-xue(ChinaElectricPowerResearchInstitute,Beijing102401,ChinaAbstract:Theconductorwithfiber-reinforcedaluminiummatrixcompositeshastheadvantagesoflightweight,highintensity,lowcreepandlowthermalexpansioncoefficient．Applicationoffiber-reinforcedaluminiummatrixcompos-itesinconductorwasthefirsttime．Theauthormainlyintroducesthepreparationprocesses,propertiesandadvance-mentoffiber-reinforcedaluminiummatrixcompositesinthisarticle．Keywords:aluminiummatrixcomposites;reinforcedfiber;transmissionline0前言随着我国国民经济的快速增长,电力的需求不断增加,尤其是在经济发达、人口稠密的地区,电网输电能力不足的问题十分突出,由于过负荷造成的停电、断电故障频频发生,电力传输成为电力工业发展的“瓶颈”,各国均在研究新型架空输电用导线,以取代传统的钢芯铝绞线。目前,国内外已研究出的新型扩容导线大致分为3类:耐热铝合金导线系列、钢芯软铝绞线系列、复合材料芯导线系列。利用先进的复合材料替代导线的金属材料承力部分,作为导线的芯线是输电导线发展的一大进步。复合材料芯导线与传统的钢芯铝绞线相比具有重量轻、强度大、耐高温、耐腐蚀、蠕变小、线膨胀系数小的一系列优点。20世纪90年代以来,日本和美国研制开发出采用碳纤维、玻璃纤维和热硬化树脂构成的复合材料芯。2005年美国3M公司成功研制出将氧化陶瓷纤维包埋在含铝基体中的新型复合材料芯。3M公司的加强型复合芯架空导线ACCR能在更高的运行温度下,保证导线的机械性能无变化,提供更大的传输能力,具有耐高温、大容量、重量轻、抗腐蚀、抗风雪等的特性。1金属基复合材料的发展复合材料是将两种或两种以上性质截然不同的物质加以优化组成的新材料。根据基体材料的不同,复合材料包括3类:树脂基复合材料(PMC、金属基复合材料(MMC、陶瓷基复合材料(CMC。与其他复合材料相比,金属基复合材料因具有高温性能好、耐磨损、导电导热性好、尺寸稳定、不老化等优良特性,所以备受关注,在航空航天、汽车等领域得到广泛应用。对金属基复合材料的研究和应用处于世界领先地位的国家主要是美国和日本[1]。美国从20世纪60年代开始金属基复合材料的研究,70年代进入实用化阶段,80年代开始在航空航天领域广泛应用,2000年美国复合材料的生产总值达到200亿美元。日本从20世纪80年代初才开始对金属基复合材料进行研究,虽起步较晚,但发展很快,仅20年左右时间就迅速在金属基复合材料的生产、应用和研究领域占据重要地位。我国的金属基复合材料研究起始时间和日本差不多,但我国的整体研究水平与实用化程度还不能与美国和日本相比,大多还处于试验研究阶段。2金属基复合材料的常用基体及增强体材料2.1基体金属的选择在金属基复合材料中,金属基体起到粘接纤维和向纤维传递载荷以及阻止裂纹扩展的作用。基体金属的选择应考虑以下3个方面:(1金属基复合材料的使用要求;(2金属基复合材料组成的特点;(3基体和增强体之间的相容性[2]。经过多年的研究和发展,铝合金已行成了较成熟的合金体系。工业上常用的Al-Si、Al-Mg、Al-Cu系合金在铝基复合材料中都有应用。2.2增强体材料的选择金属基复合材料正是由于增强体的加入并与基体的良好复合才具有比