近20年里,高铁在国内的发展可谓之迅猛,高铁总长度和覆盖面积已经达到了全球第一的水平。国内高铁在借鉴了国外的技术,经过了几十年的发展,走出了我们自己的路。今天智上新材料带你了解一下高铁上动力系统中的一个重要组成部分——受电弓滑板。
 
碳纤维高铁受电弓滑板是什么?
 
    国内高铁受电弓滑板的发展历史
 
    我国从20世纪50年代末开始发展电气化铁路,受电弓滑板的应用历史才刚开始。
 
    1961年第一条电气化铁路宝凤段开通,当时路网导线选用铜质导线,滑板为软钢滑板。
 
    由于导线的磨损严重,在1967年改用碳滑板材料。但是碳滑板材料的机械强度较低,冲击韧性较差,并且在运行中会出现滑板折断和破裂,使用寿命低,特别是在雨季和潮湿地区,因摩擦力增大,常出现弓网故障。因此研究人员研制了粉末冶金滑板材料。
 
    在20世纪80年代初,铜基粉末冶金滑板在国内得到了广泛的应用。
 
    20世纪90年代以后,我国高速电力机车开始采用组织致密的浸金属碳滑板材料,这种滑板集碳材料和金属材料的优点于一体,因此,综合性能比较优越。
 
    近几年,我国高速电气化路线使用的滑板材料基本上都是浸金属碳滑板材料。
 
    新晋的3种高铁受电弓滑板材料
 
    1、钛硅碳(Ti3SiC2)受电弓滑板:钛硅碳是一种结构、导电和自润滑多功能合一的新型材料,强度、电阻率和自润滑性指标都比较高,而且这种材料还具有较好的耐高温型、抗氧化性和可加工性,是之前那些受电弓滑板都无法比拟的,有望成为制作高速电力机车的受电弓滑板材料。
 
    2、碳-金属纤维受电弓滑板:碳-金属纤维受电弓滑板是以金属纤维、金属粉末、金属丝网或它们的混合物增强碳基体,采用适当的混料方式使增强剂均匀地分布于基体中,然后进行冷压或热压,再经过高温烧结得到的复合材料。
 
    碳-金属纤维受电弓滑板不算新,在20世纪90年代初就有日本研究人员制备了一种碳基体分布着钢纤维的复合材料,这种滑板综合了纯碳滑板和金属滑板各自的优点,从而改善了滑板的性能。
 
    3、碳纤维受电弓滑板:碳纤维复合材料是近些年备受关注的新型材料,碳纤维材料在飞机、火箭上的应用已经较为普及,而在高铁上也有了很多的实例,受电弓滑板就是其中比较成功的一种。碳纤维高铁受电弓滑板与之前的碳系滑板相比,电阻率跟高,而且重量更轻,最为关键的是整体强度是原先碳系滑板的2倍以上,具有非常良好的应用前景。
 
    高铁受电弓滑板在国内的发展时间较短,在全球的发展时间却已经很长了,我们的邻国日本早在二战之前就已经开始了,欧美国家也相继入场,我国算是后发先至,但是在高端材料上,我们还需要追赶。