Mis on süsinik-keraamilised komposiidid?

Kuna nõudlus tipptasemel seadmete tootmise valdkonnas kasvab, peetakse süsinik-keraamilisi komposiite üha enam paljutõotavateks materjalideks suure jõudlusega hõõrdesüsteemide ja kõrge temperatuuriga konstruktsioonikomponentide järgmise põlvkonna jaoks. Mis on süsinik-keraamilised komposiidid? Põhimõtteliselt on süsinik-keraamika komposiidid süsinik-keraamika mitmefaasiline komposiit struktuur, mis on moodustatudräni süsinikkeraamilised faasid süsinikkiuga tugevdatud süsinikmaatriksisse keemilise aurustamise-sadestamise või vedelfaasilise reaktsiooniga paagutamise teel.

See komposiitmaterjal säilitab süsinikmaterjalide madala tiheduse, vastupidavuse kõrgele temperatuurile ja termilise šoki vastupidavuse, kõrvaldades samal ajal puhaste süsinikmaterjalide nõrkused, nagu nõrk oksüdatsioonikindlus ja ebapiisav kulumiskindlus. Seetõttu on sellel pikem kasutusiga ja stabiilsem jõudlus äärmuslikes töötingimustes, nagu kõrge temperatuuri hõõrdumine, suur koormus ja kõrge sagedusega töötsükkel.

Süsinik-keraamiliste komposiitide eelised

1. Suurepärane mehaaniline jõudlus nende suure tugevuse, suure sitkuse ja kõrge elastsusmooduli tõttu.

2. Suurepärane vastupidavus kõrgele temperatuurile, vastupidavus termilisele šokile ja oksüdatsioonikindlus

3. Kerge jõudlus, süsinik-keraamiliste komposiitide tihedus on umbes 1,8–2,2 g/cm³.

4. Stabiilsed hõõrdeomadused ka märgades tingimustes, nende hõõrdetegur on ligikaudu 0,30-0,45.

5.Superb korrosioonikindlus hapete, leeliste, soolade ja muude keemiliste ainete suhtes.

Süsinik-keraamiliste komposiitide pealekandmine

Pikka aega on süsinikkeraamiliste materjalide kasutamine keskendunud peamiselt tipptasemel stsenaariumidele, nagu kosmose- ja võidusõidupidurisüsteemid. Nende kõrge hind, keerulised tootmisprotsessid ja piiratud tootmisvõimsus on raskendanud nende tungimist suuremahulisele tööstusturule. Kodumaise tipptootmise ja kulude kontrollimise võimaluste pideva täiustamisega liigub see materjal aga laborist tööstusvaldkonda ning seda kasutatakse laialdaselt transpordiseadmetes, uues energias, pooljuhtides ja muudes tööstusvaldkondades.

1. Võrreldes traditsiooniliste metallist piduriketastega on süsinikkeraamilistel materjalidel sama tugevuse juures oluliselt väiksem kaal, samas kui neil on suurem soojusmahtuvus ja parem vastupidavus termilisele pleekimisele. Nad suudavad säilitada stabiilse hõõrdeteguri suure kiirusega pidurdamise ja sagedase käivituse-seiskamise tingimustes. See kerguse ja kõrge töökindluse kattuv efekt muudabcarbon keraamilised pidurikettadideaalne valik raudteetransiidisüsteemidele ja autoturule, mis taotlevad energiasäästu, tarbimise vähendamist ja tööohutust.

2. Fotogalvaaniliste kristallide tõmbamise ja kuumtöötlemise protsessis peavad soojusvälja konstruktsioonikomponendid töötama pikka aega kõrge temperatuuriga keskkondades, millel on kõrge temperatuurikindluse, termilise šoki vastupidavuse ja mõõtmete stabiilsuse nõuded. Kuigi traditsioonilistel grafiitmaterjalidel on teatud temperatuuritaluvus, on neil kitsaskohti mehaanilise tugevuse ja kõrge temperatuuriga oksüdatsioonikindluse osas. Süsinikkeraamilised materjalid pikendavad oma parema jõudlusega seadmete kasutusiga, vähendavad vahetussagedust ja on järk-järgult muutunud tipptasemel soojusvälja seadmete uuendamise suunaks.

3. Pooljuhtide väli on teine ​​tüüpiline kõrge tõkkega turg. Kristallide kasvatamise, epitaksia ja kõrge temperatuuriga kuumtöötlemise lülides on vaja suurt hulka kõrge puhtusastmega, kõrge temperatuurikindlaid ja vähesaastavaid konstruktsioonikomponente ja mahutimaterjale. Süsinikkeraamilistel komposiitidel on ainulaadsed eelised termilise stabiilsuse ja mehaanilise tugevuse osas ning neid saab kasutadatiiglidja sellega seotud kõrge temperatuuriga komponendid.