תחומי יישום של חומרים מרוכבים פחמן/פחמן

מאז המצאתו בשנות ה-60, ה-פחמן-פחמן C/C מרוכביםזכו לתשומת לב רבה מצד תעשיות הצבא, התעופה והחלל והאנרגיה הגרעינית. בשלב המוקדם, תהליך הייצור שלפחמן-פחמן מרוכבהיה מורכב, קשה מבחינה טכנית, ותהליך ההכנה היה ארוך. עלות הכנת המוצר נותרה גבוהה במשך זמן רב, והשימוש בו הוגבל לחלקים מסוימים עם תנאי עבודה קשים, כמו גם לתעופה וחלל ולתחומים אחרים שלא ניתן להחליף אותם בחומרים אחרים. כיום, מוקד מחקר הקומפוזיטים פחמן/פחמן הוא בעיקר על הכנה בעלות נמוכה, נוגד חמצון וגיוון ביצועים ומבנה. ביניהם, טכנולוגיית ההכנה של קומפוזיטים פחמן/פחמן בעלי ביצועים גבוהים ועלויות נמוכות היא מוקד המחקר. שקיעת אדים כימית היא השיטה המועדפת להכנת קומפוזיטים פחמן/פחמן בעלי ביצועים גבוהים ונמצאת בשימוש נרחב בייצור התעשייתי שלמוצרים מרוכבים C/Cעם זאת, התהליך הטכני אורך זמן רב, ולכן עלות הייצור גבוהה. שיפור תהליך הייצור של חומרים מרוכבים פחמן/פחמן ופיתוח חומרים מרוכבים פחמן/פחמן בעלי עלות נמוכה, ביצועים גבוהים, גודל גדול ובעלי מבנה מורכב הם המפתח לקידום היישום התעשייתי של חומר זה והם מגמת הפיתוח העיקרית של חומרים מרוכבים פחמן/פחמן.

בהשוואה למוצרי גרפיט מסורתיים,חומרים מרוכבים פחמן-פחמןבעלי היתרונות הבולטים הבאים:

1) חוזק גבוה יותר, חיי מוצר ארוכים יותר ומספר מופחת של החלפות רכיבים, ובכך מגדילים את ניצול הציוד ומפחיתים את עלויות התחזוקה;

2) מוליכות תרמית נמוכה יותר וביצועי בידוד תרמי טובים יותר, התורמים לחיסכון באנרגיה ולשיפור היעילות;

3) ניתן להפוך אותו לדק יותר, כך שניתן יהיה להשתמש בציוד קיים לייצור מוצרים גבישיים יחידים בקטרים ​​גדולים יותר, ובכך לחסוך בעלויות ההשקעה בציוד חדש;

4) בטיחות גבוהה, לא קל לפיצוח תחת הלם תרמי חוזר ונשנה בטמפרטורה גבוהה;

5) יכולת עיצוב חזקה. חומרי גרפיט גדולים קשים לעיצוב, בעוד שחומרים מרוכבים מתקדמים מבוססי פחמן יכולים להשיג עיצוב כמעט סופי ויש להם יתרונות ביצועים ברורים בתחום מערכות שדה תרמי של תנור גביש יחיד בקוטר גדול.

נכון לעכשיו, החלפתם של מיוחדיםמוצרי גרפיטכְּגוֹןגרפיט איזוסטטיעל ידי חומרים מרוכבים מתקדמים מבוססי פחמן הוא כדלקמן:

עמידותם המצוינת בטמפרטורה גבוהה ועמידותם בפני שחיקה של חומרים מרוכבים פחמן-פחמן הופכות אותם לשימוש נרחב בתעופה, חלל, אנרגיה, מכוניות, מכונות ותחומים אחרים.

היישומים הספציפיים הם כדלקמן:

1. תחום התעופה:ניתן להשתמש בחומרים מרוכבים פחמן-פחמן לייצור חלקים העמידים בטמפרטורה גבוהה, כגון זרבובית סילון למנוע, דפנות תא בעירה, להבי הנחיה וכו'.

2. תחום התעופה והחלל:חומרים מרוכבים פחמן-פחמן יכולים לשמש לייצור חומרי הגנה תרמית לחלליות, חומרי מבנה לחלליות וכו'.

3. שדה אנרגיה:חומרים מרוכבים פחמן-פחמן יכולים לשמש לייצור רכיבים של כורים גרעיניים, ציוד פטרוכימי וכו'.

4. תחום הרכב:חומרים מרוכבים פחמן-פחמן יכולים לשמש לייצור מערכות בלימה, מצמדים, חומרי חיכוך וכו'.

5. שדה מכני:חומרים מרוכבים פחמן-פחמן יכולים לשמש לייצור מיסבים, אטמים, חלקים מכניים וכו'.