زمینه‌های کاربردی مواد کامپوزیت کربن/کربن

از زمان اختراع آن در دهه ۱۹۶۰،کامپوزیت‌های کربن-کربن C/Cصنایع نظامی، هوافضا و انرژی هسته‌ای توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. در مراحل اولیه، فرآیند تولیدکامپوزیت کربن-کربنپیچیده، از نظر فنی دشوار و فرآیند آماده‌سازی طولانی بود. هزینه آماده‌سازی محصول برای مدت طولانی بالا باقی مانده است و استفاده از آن به برخی قطعات با شرایط کاری سخت و همچنین هوافضا و سایر زمینه‌هایی که نمی‌توان آنها را با مواد دیگر جایگزین کرد، محدود شده است. در حال حاضر، تمرکز تحقیقات کامپوزیت کربن/کربن عمدتاً بر آماده‌سازی کم‌هزینه، ضد اکسیداسیون و تنوع عملکرد و ساختار است. در میان آنها، فناوری آماده‌سازی کامپوزیت‌های کربن/کربن با کارایی بالا و کم‌هزینه، محور تحقیقات است. رسوب بخار شیمیایی روش ترجیحی برای تهیه کامپوزیت‌های کربن/کربن با کارایی بالا است و به طور گسترده در تولید صنعتی ...محصولات کامپوزیت C/Cبا این حال، فرآیند فنی زمان زیادی می‌برد، بنابراین هزینه تولید بالا است. بهبود فرآیند تولید کامپوزیت‌های کربن/کربن و توسعه کامپوزیت‌های کربن/کربن کم‌هزینه، با کارایی بالا، در اندازه بزرگ و با ساختار پیچیده، کلید ارتقای کاربرد صنعتی این ماده و روند اصلی توسعه کامپوزیت‌های کربن/کربن است.

در مقایسه با محصولات گرافیتی سنتی،مواد کامپوزیت کربن-کربنمزایای برجسته زیر را دارند:

۱) استحکام بالاتر، عمر طولانی‌تر محصول و کاهش تعداد تعویض قطعات، در نتیجه افزایش بهره‌وری تجهیزات و کاهش هزینه‌های نگهداری؛

۲) رسانایی حرارتی کمتر و عملکرد عایق حرارتی بهتر، که منجر به صرفه‌جویی در انرژی و بهبود بهره‌وری می‌شود؛

۳) می‌توان آن را نازک‌تر ساخت، به طوری که تجهیزات موجود بتوانند برای تولید محصولات تک کریستالی با قطر بزرگتر استفاده شوند و در هزینه سرمایه‌گذاری در تجهیزات جدید صرفه‌جویی شود.

4) ایمنی بالا، به راحتی تحت شوک حرارتی مکرر در دمای بالا ترک نمی‌خورد.

۵) قابلیت طراحی قوی. شکل‌دهی مواد گرافیتی بزرگ دشوار است، در حالی که مواد کامپوزیتی پیشرفته مبتنی بر کربن می‌توانند به شکل‌دهی تقریباً نهایی دست یابند و مزایای عملکردی آشکاری در زمینه سیستم‌های میدان حرارتی کوره تک کریستالی با قطر بزرگ دارند.

در حال حاضر، جایگزینی ویژهمحصولات گرافیتیمانندگرافیت ایزواستاتیکتوسط مواد کامپوزیتی پیشرفته مبتنی بر کربن به شرح زیر است:

مقاومت عالی در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر سایش مواد کامپوزیت کربن-کربن، آنها را به طور گسترده در هوانوردی، هوافضا، انرژی، خودرو، ماشین آلات و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار می دهد.

کاربردهای خاص به شرح زیر است:

۱. حوزه هوانوردی:مواد کامپوزیت کربن-کربن می‌توانند برای ساخت قطعات با دمای بالا مانند نازل‌های جت موتور، دیواره‌های محفظه احتراق، تیغه‌های راهنما و غیره استفاده شوند.

۲. رشته هوافضا:مواد کامپوزیت کربن-کربن می‌توانند برای ساخت مواد محافظ حرارتی فضاپیما، مواد ساختاری فضاپیما و غیره استفاده شوند.

۳. میدان انرژی:مواد کامپوزیت کربن-کربن می‌توانند برای ساخت اجزای راکتور هسته‌ای، تجهیزات پتروشیمی و غیره استفاده شوند.

۴. حوزه خودرو:مواد کامپوزیت کربن-کربن می‌توانند برای ساخت سیستم‌های ترمز، کلاچ‌ها، مواد اصطکاکی و غیره استفاده شوند.

۵. میدان مکانیکی:مواد کامپوزیت کربن-کربن می‌توانند برای ساخت یاتاقان‌ها، آب‌بندها، قطعات مکانیکی و غیره استفاده شوند.