一、冬奧會火炬“飛揚”
火炬需要滿足火焰顏色與穩定性、高壓儲氫,氫能安全利用等多項技術要求。火炬“飛揚”的外殼采用碳纖維復合材料,燃燒罐也以碳纖維材質為主,安全可靠性高,可抗風10級,可在極寒天氣中使用,減壓比高達幾百倍。

火炬設計制作中,主要攻克了復合材料的高溫燃燒和成型工藝控制等難題,解決了碳纖維復合材料在極端條件下的應用瓶頸,實現了火炬外殼在高于800℃的氫氣燃燒環境中正常使用;破解了火炬外殼在1000℃高溫制備過程中起泡、開裂等難題。
火炬的設計秉持綠色、可持續理念,由高校、科研院所和科創企業協同努力完成。
二、雪車
由航天材料與工藝研究所,采用“碳纖維復合材料+合金材料”聯合打造,主要成型工藝為“熱熔預浸料+熱壓罐成型”。為保障裝備的高性能和高質量,研發團隊突破了多項關鍵技術,例如低風阻高可靠的外形結構一體化設計、高抗沖碳/玻混雜復合材料、復雜翼身融合結構一體化高質量成型等,將先進可靠的航天材料技術應用到冬奧裝備研發上,完成了2人雪車和4人雪車兩種制式的第二代雪車,接下來將進入正式比賽裝備認證流程。

三、高性能防寒加熱服

清華大學曹彬老師課題組在熱舒適保障措施的設計上,注重應用新型功能材料,包括氣凝膠保溫隔熱材料、柔性石墨烯發熱材料、金屬氧化物半導體發熱材料等。研究團隊開發出兼具防風、保溫和加熱效果的高性能防寒加熱服,在外衣整體保溫性能提升的基礎上進行再升級,對人體部位提供持續穩定的局部加熱。通過對實驗數據的分析表明,采用上述熱舒適保障措施后,人的體感溫度至少提升10℃-15℃。
四、滑雪板

碳纖維滑雪板,與普通滑雪板比較,其重量更輕、硬度和抗扭轉性更高。滑雪板在歪斜不均勻的雪坡表面上展現出了極佳的抓地力。在平面上滑雪板一定不能扭動,這樣可以使滑板的整接觸面在雪地上可以保持最佳的抓地力,因此滑雪時不會再離開地面。
五、冰球桿


碳纖維復合材料冰球桿,以碳纖維布預浸料為原材料,嚴格控制樹脂基體的含量和預浸料的面密度,其質量誤差控制在±1g/m2-1.5g/m2;采用模壓成型,將碳纖維預浸料制作的碳纖維球桿基材放入模具中,模具的充氣壓力控制在18Mpa至23Mpa,并對碳纖維球桿基加熱,以使冰球桿成型。樹脂基體附著在碳纖維布表面,一方面增加碳纖維布的韌性,另一方面提升球桿整體的結構強度,確保冰球桿結實耐用。
碳纖維復合材料除了現身冬奧會外,在體育器材領域的應用也越來越廣泛,主要應用有游艇、皮劃艇、自行車、羽球拍、網球拍、弓箭、撐桿、高爾夫球桿等。