Unerwartet! Papier, das bei 500 °C nicht durch eine offene Flamme verbrannt werden kann, ist tatsächlich das Isoliermaterial im „Herzen“ der Hochgeschwindigkeitsstrecke?

Das Traktionsantriebssystem ist eine wichtige Komponente von Hochgeschwindigkeitszügen und der Schlüssel zur Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie. Der Traktionsmotor, der den Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Hochgeschwindigkeitsbahn ermöglicht, kann als das „Herz“ der Hochgeschwindigkeitsbahn bezeichnet werden. Der Schlüssel zu seiner Herstellung ist Aramidpapier, ein Isoliermaterial mit hoher elektrischer Festigkeit, hoher Temperaturbeständigkeit und Feuerhemmung.

Was hat ein Stück Papier mit Hochgeschwindigkeitszügen zu tun? Ist Papier nicht ein brennbares Material?

Aramidpapier ist kein gewöhnliches Papier. Der Grund für seine „Hartheit“ ist sein Hauptrohstoff, die Aramidfaser. Unter der Prämisse gleicher Qualität ist die Festigkeit von Aramidfasern etwa fünfmal so hoch wie die von Stahl.

Aramid-Isolierpapier

Bildquelle: Offizielle Website von Zhuzhou Times New Materials Technology Co., Ltd.

01 Was genau ist die Aramidfaser, mit der man angeblich Raketen bauen kann?

Der vollständige Name der Aramidfaser lautet „aromatische Polyamidfaser“. In den 1960er Jahren wurde die Aramidfaser erstmals von DuPont in den USA entwickelt und die Industrialisierung der Aramidfaser erfolgreich umgesetzt.

Die aus Para-Aramidfasern entwickelte „Papierserie“ kann zur Herstellung von Waben-Sandwich-Verbundwerkstoffen verwendet werden, die sich durch geringes spezifisches Gewicht, hohe spezifische Festigkeit und spezifische Steifigkeit, Schlagfestigkeit, hervorragende Schalldämmung, Wärmedämmung und Flammschutzeigenschaften, gute Hochtemperaturstabilität und Durchdringungsleistung gegenüber elektromagnetischen Wellen auszeichnen. Es handelt sich um ein strategisches Material, das für große nationale Projekte dringend benötigt wird.

Lange Zeit war die Produktion hochwertiger Aramidmaterialien in der Hand ausländischer Unternehmen. mein Land wird seit langem fremdbestimmt und muss dafür jedes Jahr enorme „Kosten“ bezahlen. Um die Initiative im Wettbewerb und in der Entwicklung wirklich zu ergreifen, begann mein Land im späten 20. und frühen 21. Jahrhundert mit der Forschung zu Aramidpapier.

Aramid-Wabenpapier

Bildquelle: Offizielle Website von Zhuzhou Times New Materials Technology Co., Ltd.

02 Techniken des immateriellen Kulturerbes verleihen Hightech-Materialien den Stempel „Made in China“

Welche Verbindung besteht zwischen immateriellem Kulturerbe und dieser Spitzentechnologie? Die meisten wussten nicht, dass bei der Umwandlung von Aramidfasern in Aramidpapier das Nasskopierverfahren zum Einsatz kommt, eine alte Papierherstellungstechnik der Cai Lun.

Im Jahr 105 n. Chr. verbesserte Cai Lun aus der Östlichen Han-Dynastie den Papierherstellungsprozess und produzierte hochwertiges und preiswertes Papier. Von da an machte die menschliche Zivilisation einen großen Schritt vorwärts und die Papierherstellung wurde zu einer der vier großen Erfindungen meines Landes.

Bei der Forschung, Entwicklung und Produktion von Aramidmaterialien im Inland haben wissenschaftliche Forscher traditionelle Technologien wie „Stampfen“ und „Kopieren“ erneuert und weiterentwickelt und eine Reihe von Arbeiten durchgeführt, von der Entwicklung einzelner Materialien über den Entwurf von Isoliersystemen bis hin zur Verifizierung der Prototypenproduktion. Das eigenständige Aramidpapier erreichte schließlich eine umfassende Anwendungsleistung auf dem gleichen technischen Niveau wie importierte Materialien.

Im Jahr 2019 wurde die erste Charge des von Zhuzhou Times Huaxian Materials Technology Co., Ltd. entwickelten und hergestellten Aramidpapiers offiziell in Produktion genommen. Damit wurde ein Durchbruch in der hydraulischen Stoffauflaufformungstechnologie und der Hochtemperaturwalztechnologie erreicht, die technische Anwendung und der nationale Ersatz von unabhängigem Aramidpapier in wichtigen Bereichen wie Hochgeschwindigkeitszügen, Luft- und Raumfahrt usw. ermöglicht und Innovationen und Durchbrüche in den Engpassbereichen meines Landes bei der Entwicklung neuer Materialien gefördert. Derzeit wird das Aramidpapier von CRRC in großen Mengen in Elektrotriebzügen, Lokomotiven und U-Bahn-Traktionsmotoren verwendet.

Hochgeschwindigkeits-Schienenantriebsmotor. Bildquelle: CCTV Video

Vor nicht allzu langer Zeit haben einschlägige wissenschaftliche Forscher im CCTV-Programm „China im immateriellen Kulturerbe“ auch systematisch die Anwendung von unabhängigem Aramidpapier in Traktionsstromanlagen für den Schienenverkehr vorgestellt.

Vor Ort durchgeführte Versuche zeigen, dass Waben aus Aramidpapier nicht nur hohen Temperaturen von 500 °C standhalten, sondern aufgrund der hohen Festigkeit der Wabenform sogar dem Überfahren durch schwere LKW standhalten! Sogar ein 20-Tonnen-LKW ist darüber gefahren, ohne dass es zu Schäden kam.

Der Moderator zündete gleichzeitig normales Papier und Aramidpapier an und stellte fest, dass das Aramidpapier erlosch, sobald es vom Feuer entfernt wurde.

GIF-Quelle: CCTV-Video

Heute ist es uns dank der Bemühungen wissenschaftlicher Forscher gelungen, im Inland unabhängige Forschung und Entwicklung im Bereich der Hochleistungs-Isolierpapiere und Aramid-Wabenpapiere durchzuführen, sodass dieses dünne Stück „Papier“ im Schienenverkehr, in der Luft- und Raumfahrt, im Bereich der neuen Energien und in anderen Hightech-Bereichen breite Anwendung findet. Durch die Verschmelzung von immateriellem Kulturerbe und Moderne konnten wir Stolz und Vertrauen in die alte Weisheit gewinnen.

Gruß an die herausragenden chinesischen Wissenschaftler!

Umfassende Quellen: CCTV Video, Science and Technology Daily, Hunan Daily usw.