一、風力發電機葉片是什么材料做的

用于加工葉片(pian)的材料(liao)有木(mu)頭、金屬(shu)、工程塑料(liao)、玻璃(li)鋼等。

1、木制葉片及布蒙皮葉片

近代的微、小型風力發電機也(ye)有采用(yong)(yong)木制(zhi)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)的(de)，但木制(zhi)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)不易做(zuo)成扭曲型(xing)。大、中(zhong)型(xing)風力(li)發(fa)電機很少用(yong)(yong)木制(zhi)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)，采用(yong)(yong)木制(zhi)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)的(de)也(ye)是(shi)用(yong)(yong)強(qiang)度(du)很好的(de)整體木方做(zuo)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)縱(zong)梁來承擔葉(xie)(xie)片(pian)(pian)在工作(zuo)時(shi)所(suo)必須承擔的(de)力(li)和(he)彎矩。

2、鋼梁玻璃纖維蒙皮葉片

葉片(pian)在(zai)近代采用鋼(gang)(gang)管或D型(xing)型(xing)鋼(gang)(gang)做(zuo)(zuo)縱(zong)梁(liang)，鋼(gang)(gang)板做(zuo)(zuo)肋梁(liang)，內填(tian)泡(pao)沫塑料外(wai)覆玻璃(li)鋼(gang)(gang)蒙(meng)皮的機構形式，一般(ban)在(zai)大型(xing)風力發電機上使用。葉片(pian)縱(zong)梁(liang)的鋼(gang)(gang)管及D型(xing)型(xing)鋼(gang)(gang)從葉根至葉尖的截面應逐漸變(bian)小(xiao)，以滿足扭曲葉片(pian)的要(yao)求并減輕葉片(pian)重量，即做(zuo)(zuo)成等強度梁(liang)。

3、鋁合金等弦長擠壓成型葉片

用鋁(lv)合(he)金(jin)擠壓成(cheng)型(xing)的(de)(de)等弦長葉(xie)片易于制造，可聯系生產，又可按(an)設計要求的(de)(de)扭曲進行扭曲加工，葉(xie)根(gen)與輪轂連(lian)接的(de)(de)軸及法蘭可通過焊(han)接或螺栓連(lian)接來實(shi)現。鋁(lv)合(he)金(jin)葉(xie)片重量(liang)輕、易于加工，但不(bu)能做到從葉(xie)根(gen)至葉(xie)尖漸(jian)縮(suo)的(de)(de)葉(xie)片，因為世(shi)界名國尚未(wei)解決這種擠壓工藝。另外，鋁(lv)合(he)金(jin)材料在空氣(qi)中的(de)(de)氧化(hua)和老(lao)化(hua)問題也值得(de)研究。

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4、玻璃鋼葉片

所謂玻璃鋼（glass fiber reinforced plastic，簡稱GFRP)就是(shi)環氧樹(shu)脂、不(bu)飽和樹(shu)脂等(deng)塑料滲入長度(du)不(bu)同(tong)的(de)玻璃纖維或碳纖維而做(zuo)成的(de)增(zeng)強塑料。增(zeng)強塑料強度(du)高、重量輕、耐老化，表面可(ke)再纏玻璃纖維及涂環氧樹(shu)脂，其他(ta)部分(fen)填(tian)充泡沫塑料。泡沫在(zai)葉片(pian)中主要作用是(shi)在(zai)保證其穩定性的(de)同(tong)時降低葉片(pian)質量，使葉片(pian)在(zai)滿足剛度(du)的(de)同(tong)時增(zeng)大捕風(feng)面積(ji)。

從泡沫(mo)的(de)力學(xue)性能(neng)和(he)價格等因素考(kao)慮(lv)，被(bei)用(yong)于風力發電葉片芯(xin)材的(de)泡沫(mo)主要有(you)聚(ju)(ju)(ju)氯乙烯(xi)(PVC)、聚(ju)(ju)(ju)苯(ben)乙烯(xi)(PS)、聚(ju)(ju)(ju)氨酯(PUR)、丙烯(xi)腈-苯(ben)乙烯(xi)(SAN)、聚(ju)(ju)(ju)醚酰(xian)亞(ya)胺(PEI)及(ji)聚(ju)(ju)(ju)甲基丙烯(xi)酰(xian)亞(ya)胺PMI)、聚(ju)(ju)(ju)對苯(ben)二甲酸乙二醇酯(PET)等。PVC泡沫(mo)使用(yong)最(zui)為(wei)廣泛(fan)，也是第一種用(yong)在(zai)承載構件夾層結構中(zhong)的(de)結構泡沫(mo)芯(xin)材，也稱(cheng)為(wei)交聯(lian)PVC。此泡沫(mo)屬于熱固性泡沫(mo)，由德(de)國人林德(de)曼(man)在(zai)20世紀30年代后期發明的(de)。

而PET泡沫(mo)(mo)(Airex)是最近(jin)幾年(nian)才開始研(yan)制生產的(de)泡沫(mo)(mo)，屬于熱塑性泡沫(mo)(mo)，生產工藝為擠(ji)出(chu)發泡，但(dan)與PS泡沫(mo)(mo)不同的(de)是其擠(ji)出(chu)的(de)寬度有限，所以(yi)擠(ji)出(chu)后要(yao)通過熱熔(rong)粘接將其拼接成較大的(de)泡沫(mo)(mo)體以(yi)方便(bian)使用。

玻璃纖(xian)維的質量還可(ke)以通過表面改性、上漿(jiang)和涂覆加以改進，其(qi)單(dan)位（kW）成本(ben)較低。

5、碳纖維復合葉片

隨(sui)著(zhu)風(feng)力(li)發(fa)電產業的(de)(de)(de)發(fa)展，對(dui)葉(xie)片的(de)(de)(de)要(yao)求越來(lai)越高。對(dui)葉(xie)片來(lai)講，剛(gang)度也是一(yi)個十(shi)分(fen)重要(yao)的(de)(de)(de)指標。研(yan)究表明(ming)，碳纖(xian)(xian)維（carbon fiber，簡稱CF）復(fu)(fu)合(he)材料(liao)葉(xie)片剛(gang)度是玻(bo)璃(li)(li)鋼復(fu)(fu)合(he)葉(xie)片的(de)(de)(de)兩至三(san)倍(bei)。雖然碳纖(xian)(xian)維復(fu)(fu)合(he)材料(liao)的(de)(de)(de)性能(neng)大大優于玻(bo)璃(li)(li)纖(xian)(xian)維復(fu)(fu)合(he)材料(liao)，但價格昂貴，影(ying)響(xiang)了它在風(feng)力(li)發(fa)電大范圍(wei)應(ying)用。因此，全球各(ge)大復(fu)(fu)合(he)材料(liao)公司正(zheng)在從原材料(liao)、工藝(yi)技術、質量控(kong)制等各(ge)方面深入研(yan)究，以求降低成本。

二、風力發電機葉片對材料的要求

葉片是風力發電機中(zhong)最基礎和最關鍵的(de)部(bu)件(jian)，其良好的(de)設(she)計(ji)，可靠的(de)質量和優(you)越的(de)性能是保(bao)證機組正(zheng)常穩定運行的(de)決定因素(su)。為確保(bao)在(zai)野(ye)外極其惡劣(lie)環境中(zhong)長期不停(ting)、安全地運行，對葉片(pian)材(cai)料的(de)要求是：

1、密度輕且具有(you)最佳的疲勞強(qiang)度和(he)力學性能，能經(jing)受暴風等極(ji)端(duan)惡劣(lie)條(tiao)件和(he)隨機負載(zai)的考(kao)驗。

2、葉片的(de)(de)彈性(xing)(xing)、旋轉時的(de)(de)慣性(xing)(xing)及其振動(dong)頻率(lv)特性(xing)(xing)曲線都正常，傳(chuan)遞給整個發電系統的(de)(de)負載穩定(ding)性(xing)(xing)好，不(bu)(bu)得(de)在(zai)(zai)失控（飛(fei)車）的(de)(de)情況下載離(li)心(xin)力的(de)(de)作(zuo)用(yong)下拉斷并飛(fei)出，亦不(bu)(bu)得(de)在(zai)(zai)風壓的(de)(de)作(zuo)用(yong)下折斷，也不(bu)(bu)得(de)在(zai)(zai)飛(fei)車轉速(su)以(yi)下范圍內產生(sheng)引(yin)起整個風力發電機(ji)組的(de)(de)強烈共振。

3、葉片的材(cai)料(liao)必須保證表面光滑以減小風阻，粗糙的表面亦(yi)會被風“撕裂”。

4、不得產(chan)生強烈(lie)的電磁波干(gan)擾和光(guang)反(fan)射(she)。

5、不允(yun)許產(chan)生過大噪聲。

6、耐腐(fu)蝕(shi)、紫(zi)外(wai)線照(zhao)射和雷擊(ji)性能(neng)好。

7、成本較低，維(wei)護(hu)費(fei)用最低。