Көміртек/көміртек композиті (C/C композиттік) - көміртекті талшық арматурасы мен көміртекті матрицадан тұратын толығымен көміртекті композиттік материал. Оның анықтаушы ерекшелігі оның толығымен көміртекті құрамында, мұнда көміртекті талшық желісі құрылымдық қаңқа ретінде қызмет етеді, ал пиролитикалық көміртек немесе шайырмен көміртектену арқылы түзілген көміртекті матрица толтырғыш ретінде әрекет етеді, микроскопиялық деңгейде берік және берік байланысқа қол жеткізеді.
Бұл материалдың ең алғашқы белгілі жазбасы оның 1958 жылы АҚШ зертханасында кездейсоқ ашылуына жатады. Оны өндіру процесі химиялық бу тұндыру (ХБТ) және сұйық фазалық сіңдіру сияқты технологиялық жетістіктер арқылы дамыды, бұл оны қазіргі заманғы жоғары температуралы материалдардың маңызды саласы ретінде белгіледі. Негізінен, көміртекті/көміртекті композиттер көміртекті талшықтарды туралау және көміртекті матрицаны тығыздау арқылы жеңіл қасиеттерді жоғары беріктікпен біріктіретін ерекше құрылымға қол жеткізеді, бұл экстремалды орталарға арналған инновациялық шешімдерді ұсынады.
Көміртек/көміртекті композиттер әртүрлі өлшемдерде жаңа физикалық қасиеттерді көрсетеді, бұл оларды экстремалды ортада алмастырылмайтын етеді. Біріншіден, олардың тығыздығы 1,5-тен 2,0 г/см³-ге дейін, бұл никель негізіндегі суперқорытпалардың төрттен бірінен аз, бірақ олар меншікті беріктік пен қаттылықта айтарлықтай жақсаруға қол жеткізеді.
Таңқаларлықтай, олардың жылу өткізгіштік қасиеттері де ерекше: олар 1650°C-тан жоғары температурада құрылымдық тұтастығын сақтайды, ал теориялық жоғарғы шегі 2600-3500°C, бұл оларды 3000°C-тан жоғары температурада жұмыс істей алатын жалғыз жоғары температуралы құрылымдық материал етеді.
Термиялық тұрғыдан алғанда, материал термиялық кеңеюдің төмен коэффициентін (<1×10⁻⁶/°C) және термиялық соққыға төзімділікті көрсетеді, жылдам қыздыру немесе салқындату циклдары кезінде жарылуды азайтады. Механикалық тұрғыдан оның иілу беріктігі температурамен бірге артады, бұл 2000°C температурадағы бөлме температурасындағы өнімділіктен асып түседі.
Сонымен қатар, ол жоғары жылу өткізгіштікке (талшық бағыты бойынша 200 Вт/м·К), жоғары трибологиялық қасиеттерге (үйкеліс коэффициенті 0,2-0,4) және ерекше өлшемдік тұрақтылыққа ие. Қасиеттердің бұл бірегей үйлесімі қатал жағдайларда, соның ішінде қатты ыстықта, жоғары жүктемелерде және күшті коррозияда тұрақты өнімділікті қамтамасыз етеді, аэроғарыш, жаңартылатын энергия және басқа да озық салаларда серпінді қолданудың негізін қалайды.
Олардың ерекше қасиеттеріне байланысты,көміртегі/көміртегі композиттерікөптеген салаларда кең қолданыстар тапты.
Аэроғарыш
Аэроғарыш саласында көміртекті/көміртекті композиттер жоғары температуралы компоненттер үшін таңдаулы материал болып табылады. Мысалы, зымыран форсункалары, ұшақ қозғалтқыштарындағы турбина қалақтары және қайта кіруге арналған көліктерге арналған термиялық қорғаныс жүйелері осы материалдарды пайдаланады. Олардың ерекше жоғары температураға төзімділігі мен жеңіл сипаттамалары оларды ғарыш кемелері мен ұшақтар үшін өте қолайлы етеді.
Автокөлік өнеркәсібі
Автокөліктерде отын тиімділігі мен қоршаған ортаны қорғауға қойылатын талаптардың артуымен көміртекті/көміртекті композиттер автомобиль өнеркәсібіне, әсіресе жарыс жарыстарында еніп келеді. Олардың жоғары беріктігі мен жеңіл қасиеттері көліктің салмағын тиімді түрде азайтады, үдеу мен басқаруды жақсартады. Көміртекті/көміртекті тежегіш дискілері жоғары деңгейлі суперкарлар мен жарыс көліктерінде де кеңінен қолданылады.
Металлургия өнеркәсібі
Металлургияда көміртекті/көміртекті композиттер негізінен жоғары температуралы пеш жабдықтары мен балқыту жүйелерінде қолданылады. Олардың керемет жылу мен коррозияға төзімділігі экстремалды ортада тұрақты жұмыс істеуге мүмкіндік береді, бұл балқыту процестерінің тегіс болуын қамтамасыз етеді.
Электроника және энергетика
Көміртек/көміртекті композиттердің электр өткізгіштігі оларды электроникада қолдануға мүмкіндік береді. Мысалы, кейбір жоғары қуатты электрондық компоненттерде бұл материалдар тиімді жылу таратуға ықпал етеді, осылайша жұмыс тұрақтылығы мен қызмет ету мерзімін жақсартады.
Сонымен қатар, оның қолданылуы жартылай өткізгіш пластиналарды өндіру, ядролық реакторлардың нейтрондық модераторлары және медициналық жасанды сүйек имплантаттары сияқты сценарийлерде кеңейе береді. Әлемдік нарық көлемі 2025 жылға қарай 17 миллиард юаньнан асады деп болжануда.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 30 қыркүйек