Čo sú to uhlíkovo-keramické kompozity?

S rastúcim dopytom v oblasti výroby špičkových zariadení sa uhlíkovo-keramické kompozity čoraz viac považujú za sľubné materiály pre novú generáciu vysokovýkonných trecích systémov a vysokoteplotných konštrukčných komponentov. Aké sú teda uhlíkovo-keramické kompozity? V zásade sú uhlíkovo-keramické kompozity viacfázovou kompozitnou štruktúrou uhlík-keramika, ktorá je tvorenákremíkový uhlíkkeramické fázy do uhlíkovej matrice vystuženej uhlíkovými vláknami prostredníctvom chemického nanášania pár alebo reakčného spekania v kvapalnej fáze.

Tento kompozitný materiál si zachováva nízku hustotu, odolnosť voči vysokým teplotám a tepelným šokom karbónových materiálov, pričom rieši slabé stránky čistých uhlíkových materiálov, ako je slabá odolnosť voči oxidácii a nedostatočná odolnosť proti opotrebovaniu. Vykazuje preto dlhšiu životnosť a stabilnejší výkon v extrémnych pracovných podmienkach, ako je vysoké teplotné trenie, vysoké zaťaženie a vysokofrekvenčné prevádzkové cykly.

Výhody uhlíkovo-keramických kompozitov

1.Vynikajúce mechanické vlastnosti pre ich vysokú pevnosť, vysokú húževnatosť a vysoký modul pružnosti.

2.Vynikajúca odolnosť voči vysokým teplotám, odolnosť proti tepelným šokom a odolnosť proti oxidácii

3. Nízka hmotnosť, hustota uhlíkovo-keramických kompozitov je okolo 1,8-2,2 g/cm³.

4. Stabilné trecie vlastnosti aj za mokra, ich koeficient trenia je približne 0,30-0,45.

5.Vynikajúca odolnosť proti korózii voči kyselinám, zásadám, soliam a iným chemickým látkam.

Aplikácia uhlíkovo-keramických kompozitov

Aplikácia uhlíkových keramických materiálov sa už dlhú dobu sústreďuje najmä na špičkové scenáre, ako sú letecké a závodné brzdové systémy. Ich vysoká cena, zložité výrobné procesy a obmedzené výrobné kapacity im sťažili prienik na väčší priemyselný trh. S neustálym zlepšovaním domácej špičkovej výroby a možností kontroly nákladov sa však tento materiál presúva z laboratória do priemyselnej oblasti a je široko používaný v dopravných zariadeniach, novej energetike, polovodičoch a iných priemyselných oblastiach.

1. V porovnaní s tradičnými kovovými brzdovými kotúčmi majú karbónové keramické materiály výrazne nižšiu hmotnosť pri rovnakej pevnosti, pričom majú vyššiu tepelnú kapacitu a lepšiu odolnosť voči tepelnému vyblednutiu. Stále dokážu udržiavať stabilný koeficient trenia v podmienkach vysokorýchlostného brzdenia a častého rozbehu a zastavenia. Tento superponovaný efekt nízkej hmotnosti a vysokej spoľahlivosti robícarbon keramické brzdové kotúčeideálna voľba pre systémy železničnej dopravy a automobilový trh, ktoré sledujú úsporu energie, znižovanie spotreby a prevádzkovú bezpečnosť.

2. V procese ťahania a tepelného spracovania fotovoltaických kryštálov musia konštrukčné komponenty tepelného poľa dlhodobo fungovať vo vysokoteplotnom prostredí, ktoré má extrémne vysoké požiadavky na odolnosť voči vysokej teplote, odolnosť proti tepelným šokom a rozmerovú stabilitu. Hoci tradičné grafitové materiály majú určitú tepelnú odolnosť, majú nedostatky v mechanickej pevnosti a odolnosti proti oxidácii pri vysokých teplotách. Karbónové keramické materiály so svojím lepším výkonom predlžujú životnosť zariadení, znižujú frekvenciu výmeny a postupne sa stali smerom modernizácie špičkových zariadení s tepelným poľom.

3. Polovodičové pole je ďalším typickým trhom s vysokou bariérou. V súvislosti s rastom kryštálov, epitaxiou a tepelným spracovaním pri vysokej teplote je potrebný veľký počet konštrukčných komponentov a materiálov nádob s vysokou čistotou, odolnými voči vysokej teplote a nízkym znečistením. Uhlíkové keramické kompozity majú jedinečné výhody v tepelnej stabilite a mechanickej pevnosti a možno ich použiť natéglikya súvisiace vysokoteplotné komponenty.