一、風力發電機葉片是什么材料做的

用于加工葉片的材料有木(mu)頭、金屬、工程塑料、玻璃鋼(gang)等。

1、木制葉片及布蒙皮葉片

近代的微、小型風力發電機也有(you)采用(yong)木(mu)制葉(xie)片(pian)的，但(dan)木(mu)制葉(xie)片(pian)不(bu)易做(zuo)成扭曲型。大、中型風(feng)力發電機很(hen)少用(yong)木(mu)制葉(xie)片(pian)，采用(yong)木(mu)制葉(xie)片(pian)的也是用(yong)強度很(hen)好的整體木(mu)方做(zuo)葉(xie)片(pian)縱梁來承擔葉(xie)片(pian)在工作時(shi)所必(bi)須承擔的力和彎矩(ju)。

2、鋼梁玻璃纖維蒙皮葉片

葉(xie)片在近代采(cai)用鋼(gang)管(guan)或D型型鋼(gang)做(zuo)縱梁，鋼(gang)板(ban)做(zuo)肋梁，內填泡沫(mo)塑料外覆玻璃鋼(gang)蒙皮的機(ji)構(gou)形式，一般在大型風力發電(dian)機(ji)上(shang)使用。葉(xie)片縱梁的鋼(gang)管(guan)及D型型鋼(gang)從(cong)葉(xie)根至葉(xie)尖的截面應(ying)逐漸(jian)變小，以滿足扭曲葉(xie)片的要求并減輕葉(xie)片重量，即(ji)做(zuo)成等強(qiang)度(du)梁。

3、鋁合金等弦長擠壓成型葉片

用(yong)鋁合金擠壓成(cheng)型的(de)等弦長(chang)葉(xie)片(pian)易于制造，可聯(lian)系(xi)生產，又(you)可按設(she)計要求的(de)扭曲進行扭曲加工(gong)，葉(xie)根(gen)與輪(lun)轂連接(jie)的(de)軸及法蘭可通過(guo)焊接(jie)或螺栓(shuan)連接(jie)來實現。鋁合金葉(xie)片(pian)重量輕(qing)、易于加工(gong)，但不(bu)能做(zuo)到(dao)從葉(xie)根(gen)至葉(xie)尖(jian)漸(jian)縮(suo)的(de)葉(xie)片(pian)，因為世界名國(guo)尚未解決這種擠壓工(gong)藝。另外，鋁合金材(cai)料(liao)在(zai)空(kong)氣中的(de)氧化和老化問題也值(zhi)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(cheng)GFRP)就(jiu)是環氧(yang)樹脂、不(bu)飽(bao)和樹脂等塑料(liao)滲入(ru)長(chang)度(du)不(bu)同(tong)的玻璃纖(xian)維(wei)或碳纖(xian)維(wei)而做成的增強(qiang)塑料(liao)。增強(qiang)塑料(liao)強(qiang)度(du)高(gao)、重量輕、耐(nai)老化(hua)，表面可再纏玻璃纖(xian)維(wei)及(ji)涂環氧(yang)樹脂，其他部分填充(chong)泡沫塑料(liao)。泡沫在葉(xie)片(pian)(pian)(pian)中主要作用是在保證其穩定(ding)性的同(tong)時降(jiang)低(di)葉(xie)片(pian)(pian)(pian)質量，使葉(xie)片(pian)(pian)(pian)在滿足剛度(du)的同(tong)時增大捕風面積。

從泡(pao)(pao)沫(mo)的(de)力學性能(neng)和價格等因素考(kao)慮，被用于風力發(fa)電葉片芯(xin)材的(de)泡(pao)(pao)沫(mo)主要有聚(ju)(ju)氯乙(yi)烯(xi)(PVC)、聚(ju)(ju)苯乙(yi)烯(xi)(PS)、聚(ju)(ju)氨酯(PUR)、丙烯(xi)腈-苯乙(yi)烯(xi)(SAN)、聚(ju)(ju)醚酰亞胺(an)(PEI)及(ji)聚(ju)(ju)甲基丙烯(xi)酰亞胺(an)PMI)、聚(ju)(ju)對(dui)苯二甲酸乙(yi)二醇酯(PET)等。PVC泡(pao)(pao)沫(mo)使用最(zui)為(wei)廣泛，也是第一(yi)種用在承載構件夾層結構中的(de)結構泡(pao)(pao)沫(mo)芯(xin)材，也稱為(wei)交聯PVC。此泡(pao)(pao)沫(mo)屬于熱固性泡(pao)(pao)沫(mo)，由德國(guo)人(ren)林德曼在20世紀30年(nian)代(dai)后期(qi)發(fa)明的(de)。

而(er)PET泡(pao)沫(Airex)是(shi)最(zui)近幾年(nian)才開始(shi)研制(zhi)生產(chan)的(de)泡(pao)沫，屬于熱(re)塑性泡(pao)沫，生產(chan)工藝為擠出(chu)發泡(pao)，但與(yu)PS泡(pao)沫不同的(de)是(shi)其(qi)擠出(chu)的(de)寬度有(you)限，所(suo)以(yi)擠出(chu)后要通過熱(re)熔粘接(jie)將其(qi)拼接(jie)成較大(da)的(de)泡(pao)沫體(ti)以(yi)方便使用。

玻(bo)璃纖維的質量還(huan)可以通過表面改性、上漿和涂覆加以改進，其單位（kW）成本(ben)較(jiao)低。

5、碳纖維復合葉片

隨著風力發電產業(ye)的(de)(de)發展(zhan)，對葉(xie)片(pian)(pian)的(de)(de)要(yao)求(qiu)越來越高(gao)。對葉(xie)片(pian)(pian)來講，剛(gang)度(du)也是(shi)一個十分重要(yao)的(de)(de)指標。研究表明(ming)，碳(tan)纖維(wei)（carbon fiber，簡稱CF）復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)葉(xie)片(pian)(pian)剛(gang)度(du)是(shi)玻(bo)璃鋼復(fu)合葉(xie)片(pian)(pian)的(de)(de)兩至(zhi)三倍。雖然碳(tan)纖維(wei)復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)性能大大優于玻(bo)璃纖維(wei)復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)，但價格昂貴(gui)，影響了它在風力發電大范(fan)圍應(ying)用。因此，全(quan)球各(ge)(ge)大復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)公司正在從原材(cai)(cai)料(liao)、工藝(yi)技術、質量控(kong)制等各(ge)(ge)方面深入(ru)研究，以求(qiu)降低(di)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最基礎和(he)最關鍵的(de)(de)(de)部件(jian)，其(qi)良(liang)好的(de)(de)(de)設(she)計(ji)，可靠的(de)(de)(de)質量和(he)優越(yue)的(de)(de)(de)性能是(shi)保證機(ji)組正常穩定運行(xing)(xing)的(de)(de)(de)決定因素。為(wei)確保在(zai)野外極其(qi)惡劣環境(jing)中長期不停、安全地運行(xing)(xing)，對葉(xie)片材料(liao)的(de)(de)(de)要求是(shi)：

1、密度輕且具有最佳的疲勞強度和力學性(xing)能，能經受暴風等極端惡劣條(tiao)件和隨機(ji)負載的考驗。

2、葉片的(de)(de)彈性(xing)(xing)、旋轉(zhuan)時的(de)(de)慣性(xing)(xing)及其(qi)振(zhen)動頻率特(te)性(xing)(xing)曲(qu)線都(dou)正常，傳遞給整(zheng)個(ge)發(fa)電(dian)系(xi)統的(de)(de)負載(zai)穩定性(xing)(xing)好(hao)，不得在(zai)失(shi)控(kong)（飛(fei)車）的(de)(de)情況下(xia)載(zai)離心力的(de)(de)作用(yong)下(xia)拉斷并飛(fei)出，亦不得在(zai)風(feng)壓的(de)(de)作用(yong)下(xia)折斷，也(ye)不得在(zai)飛(fei)車轉(zhuan)速以下(xia)范圍內產生引起(qi)整(zheng)個(ge)風(feng)力發(fa)電(dian)機組(zu)的(de)(de)強烈(lie)共振(zhen)。

3、葉(xie)片的(de)材料(liao)必須保證表(biao)面(mian)光滑以(yi)減小風阻，粗糙(cao)的(de)表(biao)面(mian)亦(yi)會被風“撕(si)裂(lie)”。

4、不(bu)得產生強烈的(de)電磁(ci)波干擾和光反射。

5、不允許產生(sheng)過(guo)大(da)噪聲。

6、耐腐(fu)蝕、紫(zi)外線照(zhao)射和雷擊性能好。

7、成本較低，維(wei)護費用最低。