风力叶片防护层：通过纳米金刚石处理亚麻纤维复合材料顶层实现玻纤复合材料的防蚀保护

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风力涡轮机叶片主要采用E-玻纤/环氧树脂复合材料制造，因其具有优异的强度-重量比和成本效益。随着叶片长度和叶尖速度的增加，前缘侵蚀问题日益严重，导致年发电量下降和维护成本上升。近期研究表明，纳米金刚石处理亚麻纤维（FFND）复合材料的侵蚀性能明显优于玻纤复合材料，可作为涡轮机叶片气动外壳的替代材料。然而，单独使用FFND可能不适合现代风力涡轮机的大规模制造。本研究表明，仅在玻纤基体上铺设1.5 mm厚的FFND薄层的混杂复合材料，可以达到与整体FFND复合材料相同的优异效果。此外，研究解释了为何以抗冲击性能著称的芳纶纤维在防蚀保护中表现不佳。研究结果表明该技术具有巨大应用潜力，可作为低成本、轻质的前缘保护皮层。作为损伤容限型防护层，仅增加约0.04%的额外重量，FFND层可使叶片基体的防蚀性能相比纯玻纤提高60±20倍，从而扩大维修周期、降低成本并提高可靠性。

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