碳粉末冶金技术-或许可以结束高铁”受电弓“依赖进口的局面

在中国，现在再普遍不过的高铁，人们早已经习以为常，外国人对中国高铁充满了好奇，感叹高铁速度快。我们感受高铁的快捷便利时，也注意高铁上方通过所谓”受电弓“与电网相连。

受电弓积碳板的材料

集碳板是受电弓的一部分，它位于轨道车辆上，在架空电力线和受电弓本身之间提供接触。使用时，受电弓被压在电源线上，以便电流从电源线流向列车。在高速列车上，碳带必须能承受300公里/小时及以上的速度。在这种情况下，受电弓必须补偿不断变化的俯仰角和持续的上下运动。如果在电力线和受电弓之间形成一个间隙，那么电流通过一个叫做电弧的过程来克服这个问题。这种现象与极高的温度有关，在最坏的情况下，这可能导致碳条损坏，甚至导致零件断裂。

全碳电弧保护是耐电弧，因为它的碳涂层铝框架，也非常适合在最高的速度使用，由于其空气动力学优化的设计。此外，全碳弧保护和集成自动下降装置还可以保护车辆和架空电力线免受磨损和损坏。 碳条中的普通安全机构在粘合剂部分过热的情况下激活自动下降装置。该材料的制造技术同马达行业的碳刷技术同属于一类材料，因此，拥有碳刷制造技术的工厂纷纷加入高铁”受电弓“制造的行业。

集碳板粉末冶金技术

采用“粉末冶金技术”制造时，使用粉末冶金技术将金属产品和材料涉及以适当比例混合和混合几种类型的金属粉末，将其放入模具中，压实并压制成一定比例。然后将其放入烤箱中，在低于金属熔点的温度下烧结。术语“粉末冶金技术”也常用来描述涉及除金属粉末以外的成分的工艺，例如碳和氧化物粉末。

碳元素组合

由碳元素组成的物质包括金刚石、石墨、焦炭和碳纳米管，近年来引起了人们的广泛关注。在碳的各种同素异形体中，石墨尤其具有一些显著的特性，高耐热性这种特性是由石墨特有的晶体结构决定的。 石墨具有层状晶体结构；在每一层（X方向）中，碳原子以强共价键结合在一起 。另一方面，不同层（Y方向）的原子在弱范德华力下结合在一起。由于这种晶体结构，石墨每层（X方向）的电阻量与金属相似，而每层（Y方向）之间的结合力很弱。由于这种特性，当施加外力时，石墨层很容易分离，这就转化为低摩擦系数。

碳元素材料的优势

在直流电机中，碳刷确保换向过程不产生火花，这种触点是一种滑动触点，能够将电流从静电传递到发电机或电动机的旋转部分。一个或几个碳块组成一个刷子。碳刷还可以包括一个或多个终端或分流器，这些部件在电动机的运动部件之间传导电流，包括固定导线。由于碳刷执行如此重要的任务，碳刷是容易磨损的易损件，过度使用会导致碳刷磨损，这是这种碳刷的主要限制。碳刷需要由能够接收和提供大量电流的材料制成，这些电流可以通过低摩擦力高速旋转（移动）物体，并且能够承受加热和氧化。碳材料的性能与这些要求完美匹配，是受电弓的自然选择。

国内的情况

国外掌握成熟的马达制造技术和多年的粉末冶金制造经验，轻松的将碳刷粉末制造技术改良后应用到受电弓领域，垄断了受电弓关键部件积碳板的市场。以前从事碳刷生产的制造商：德国的schunk,美国的morgan,日本的APC等迅速占领中国受电弓市场。国内采用合资和技术合作形式来开展受电弓的制造。国内石墨龙头新成新材打破外资垄断，率先推迟浸金属碳滑板，并达到国家和行业有关生产制造和质量管理标准。

总结

目前，我国高铁核心零件拥有年均700亿的市场空间，并且占据高铁价值链的高点，国产化率只有50%左右，因此，需要提高我国高铁国产化率，打破外资技术垄断，获取高额收益。虽然，我国与外国技术差距较大，在2013年后越来越多的民营企业拿到高铁零件的资质，打破外资技术垄断。未来，随着我国高铁技术出口的加快，我国将大幅提升我国高铁核心零件的进口替代空间。