Campi di applicazione dei materiali compositi in carbonio/carbonio

Dalla sua invenzione negli anni '60, ilcompositi carbonio-carbonio C/Channo ricevuto grande attenzione dalle industrie militari, aerospaziali e dell'energia nucleare. Nella fase iniziale, il processo di produzione dicomposito carbonio-carbonioera complesso, tecnicamente difficile e il processo di preparazione era lungo. Il costo di preparazione del prodotto è rimasto elevato per lungo tempo e il suo utilizzo è stato limitato ad alcune parti con condizioni di lavoro difficili, nonché all'industria aerospaziale e ad altri settori in cui non è possibile sostituire altri materiali. Attualmente, l'attenzione della ricerca sui compositi carbonio/carbonio è principalmente rivolta alla preparazione a basso costo, all'antiossidazione e alla diversificazione delle prestazioni e della struttura. Tra questi, la tecnologia di preparazione di compositi carbonio/carbonio ad alte prestazioni e a basso costo è al centro della ricerca. La deposizione chimica da fase vapore è il metodo preferito per la preparazione di compositi carbonio/carbonio ad alte prestazioni ed è ampiamente utilizzata nella produzione industriale diProdotti compositi C/CTuttavia, il processo tecnico richiede molto tempo, quindi i costi di produzione sono elevati. Il miglioramento del processo di produzione dei compositi carbonio/carbonio e lo sviluppo di compositi carbonio/carbonio a basso costo, ad alte prestazioni, di grandi dimensioni e con struttura complessa sono fondamentali per promuovere l'applicazione industriale di questo materiale e rappresentano la principale tendenza di sviluppo dei compositi carbonio/carbonio.

Rispetto ai prodotti tradizionali in grafite,materiali compositi carbonio-carboniopresentano i seguenti vantaggi eccezionali:

1) Maggiore resistenza, maggiore durata del prodotto e numero ridotto di sostituzioni dei componenti, con conseguente aumento dell'utilizzo delle apparecchiature e riduzione dei costi di manutenzione;

2) Minore conduttività termica e migliori prestazioni di isolamento termico, che favoriscono il risparmio energetico e il miglioramento dell'efficienza;

3) Può essere reso più sottile, in modo che le apparecchiature esistenti possano essere utilizzate per produrre prodotti monocristallini con diametri maggiori, risparmiando il costo di investimento in nuove apparecchiature;

4) Elevata sicurezza, non si crepa facilmente in caso di ripetuti shock termici ad alta temperatura;

5) Elevata possibilità di progettazione. I materiali in grafite di grandi dimensioni sono difficili da modellare, mentre i materiali compositi avanzati a base di carbonio possono raggiungere una forma quasi definitiva e presentano evidenti vantaggi prestazionali nel campo dei sistemi di campo termico per forni a cristallo singolo di grande diametro.

Attualmente, la sostituzione di specialiprodotti in grafitead esempiografite isostaticamediante materiali compositi avanzati a base di carbonio è il seguente:

L'eccellente resistenza alle alte temperature e all'usura dei materiali compositi carbonio-carbonio ne consente un ampio utilizzo nei settori dell'aviazione, aerospaziale, energetico, automobilistico, meccanico e in altri campi.

Le applicazioni specifiche sono le seguenti:

1. Settore aeronautico:I materiali compositi carbonio-carbonio possono essere utilizzati per la produzione di componenti resistenti alle alte temperature, come ugelli per motori, pareti di camere di combustione, pale direttrici, ecc.

2. Settore aerospaziale:I materiali compositi carbonio-carbonio possono essere utilizzati per la produzione di materiali di protezione termica per veicoli spaziali, materiali strutturali per veicoli spaziali, ecc.

3. Campo energetico:I materiali compositi carbonio-carbonio possono essere utilizzati per la fabbricazione di componenti di reattori nucleari, apparecchiature petrolchimiche, ecc.

4. Settore automobilistico:I materiali compositi carbonio-carbonio possono essere utilizzati per la produzione di sistemi frenanti, frizioni, materiali d'attrito, ecc.

5. Campo meccanico:I materiali compositi carbonio-carbonio possono essere utilizzati per la produzione di cuscinetti, guarnizioni, componenti meccanici, ecc.