Mitä ovat hiili-keraamiset komposiitit?

Huippuluokan laitevalmistuksen kysynnän kasvaessa hiili-keraamikomposiitteja pidetään yhä enemmän lupaavina materiaaleina seuraavan sukupolven tehokkaissa kitkajärjestelmissä ja korkean lämpötilan rakennekomponenteissa. Mitä hiili-keraamiset komposiitit sitten ovat? Pohjimmiltaan hiilikeraamiset komposiitit ovat hiilikeraamin monivaiheinen komposiittirakenne, joka muodostuupiihiilikeraamiset faasit hiilikuituvahvisteiseen hiilimatriisiin kemiallisen höyrypinnoituksen tai nestefaasireaktiosintrauksen avulla.

Tämä komposiittimateriaali säilyttää hiilimateriaalien alhaisen tiheyden, korkean lämpötilan kestävyyden ja lämpöiskun kestävyyden samalla kun se korjaa puhtaiden hiilimateriaalien heikkouksia, kuten heikkoa hapettumisenkestävyyttä ja riittämätöntä kulutuskestävyyttä. Siksi sillä on pidempi käyttöikä ja vakaampi suorituskyky äärimmäisissä työolosuhteissa, kuten korkean lämpötilan kitka, suuri kuorma ja korkean taajuuden käyttöjakso.

Hiili-keraamikomposiittien edut

1. Ylivoimainen mekaaninen suorituskyky niiden korkean lujuuden, suuren sitkeyden ja korkean kimmomoduulin ansiosta.

2. Erinomainen korkeiden lämpötilojen kestävyys, lämpöiskun kestävyys ja hapettumiskestävyys

3.Kevyt suorituskyky, hiili-keraamikomposiittien tiheys on noin 1,8-2,2 g/cm³.

4. Vakaat kitkaominaisuudet myös märissä olosuhteissa, niiden kitkakerroin on noin 0,30-0,45.

5. Erinomainen korroosionkestävyys happoja, emäksiä, suoloja ja muita kemiallisia aineita vastaan.

Hiili-keraamikomposiittien käyttö

Hiilikeraamisten materiaalien käyttö on pitkään keskittynyt pääasiassa huippuluokan skenaarioihin, kuten ilmailu- ja kilpajarrujärjestelmiin. Niiden korkea hinta, monimutkaiset valmistusprosessit ja rajallinen tuotantokapasiteetti ovat vaikeuttaneet niiden pääsyä laajemmille teollisille markkinoille. Kotimaisen huippuluokan valmistuksen ja kustannusten hallinnan jatkuvan parantamisen myötä tämä materiaali kuitenkin siirtyy laboratoriosta teollisuudelle, ja sitä käytetään laajalti kuljetuslaitteissa, uudessa energiassa, puolijohteissa ja muilla teollisuuden aloilla.

1. Verrattuna perinteisiin metallisiin jarrulevyihin, hiilikeraamimateriaalien paino on huomattavasti pienempi samalla lujuudella, samalla kun niillä on suurempi lämpökapasiteetti ja parempi lämmönkestävyys. Ne voivat silti säilyttää vakaan kitkakertoimen nopean jarrutuksen ja toistuvan käynnistyksen pysähdyksen olosuhteissa. Tämä päällekkäinen vaikutus kevyt ja korkea luotettavuus tekeecarbon keraamiset jarrulevytihanteellinen valinta rautatieliikennejärjestelmille ja automarkkinoille, jotka tähtäävät energiansäästöön, kulutuksen vähentämiseen ja käyttöturvallisuuteen.

2. Aurinkosähköisten kiteiden vetämisen ja lämpökäsittelyn aikana lämpökentän rakenneosien on toimittava pitkään korkean lämpötilan ympäristöissä, joilla on erittäin korkeat vaatimukset korkean lämpötilan kestävyydelle, lämpöiskun kestävyydelle ja mittojen stabiiliudelle. Vaikka perinteisillä grafiittimateriaaleilla on tietty lämpötilankestokyky, niillä on pullonkauloja mekaanisessa lujuudessa ja korkeiden lämpötilojen hapettumisenkestävyydessä. Hiilikeraamiset materiaalit, joilla on parempi suorituskyky, pidentävät laitteiden käyttöikää, vähentävät vaihtotiheyttä ja niistä on vähitellen tullut huippuluokan lämpökenttälaitteiden päivityssuunta.

3. Puolijohdekenttä on toinen tyypillinen korkean esteen markkina. Suuri määrä erittäin puhtaita, korkeita lämpötiloja kestäviä ja vähän saastuttavia rakenneosia ja säiliömateriaaleja tarvitaan kiteiden kasvun, epitaksin ja korkean lämpötilan lämpökäsittelyn yhteyksissä. Hiilikeraamikomposiiteilla on ainutlaatuisia etuja lämpöstabiilisuudessa ja mekaanisessa lujuudessa, ja niitä voidaan käyttääupokkaatja niihin liittyvät korkean lämpötilan komponentit.