Komposit karbon/karbon (Komposit C/C) ialah bahan komposit berkarbon sepenuhnya yang terdiri daripada tetulang gentian karbon dan matriks karbon. Ciri khasnya terletak pada komposisi berasaskan karbon sepenuhnya, di mana rangkaian gentian karbon berfungsi sebagai rangka kerja struktur, manakala matriks karbon yang dibentuk oleh karbon pirolitik atau pengkarbonan resin bertindak sebagai pengisi, mencapai ikatan yang kukuh dan kukuh pada tahap mikroskopik.
Rekod terawal yang diketahui tentang bahan ini bermula sejak penemuannya secara tidak sengaja di makmal AS pada tahun 1958. Proses pembuatannya telah berkembang melalui kemajuan teknologi seperti pemendapan wap kimia (CVD) dan pengimpregnasi fasa cecair, menjadikannya sebagai cabang kritikal bahan suhu tinggi moden. Pada asasnya, komposit karbon/karbon mencapai struktur unik yang menggabungkan sifat ringan dengan kekuatan tinggi dengan menyelaraskan gentian karbon dan menumpatkan matriks karbon, menawarkan penyelesaian inovatif untuk persekitaran yang ekstrem.
Komposit karbon/karbon menunjukkan sifat fizikal yang inovatif merentasi pelbagai dimensi, menjadikannya tidak dapat digantikan dalam persekitaran yang ekstrem. Pertama, ketumpatannya berkisar antara 1.5 hingga 2.0 g/cm³, kurang daripada satu perempat daripada superaloi berasaskan nikel, namun ia mencapai peningkatan ketara dalam kekuatan dan kekakuan tertentu.
Hebatnya, prestasi terma mereka juga luar biasa: ia mengekalkan integriti struktur melebihi 1,650°C, dengan had atas teori 2,600-3,500°C, menjadikannya satu-satunya bahan struktur suhu tinggi yang mampu berfungsi pada suhu melebihi 3,000°C.
Dari segi haba, bahan ini mempamerkan pekali pengembangan haba yang rendah (<1×10⁻⁶/°C) dan rintangan kejutan haba yang luar biasa, meminimumkan keretakan di bawah kitaran pemanasan atau penyejukan yang pantas. Secara mekanikal, kekuatan lenturannya meningkat dengan suhu, mengatasi prestasi suhu bilik pada 2,000°C.
Selain itu, ia mempunyai kekonduksian terma yang tinggi (200 W/m·K sepanjang arah gentian), sifat tribologi yang unggul (pekali geseran 0.2-0.4), dan kestabilan dimensi yang luar biasa. Gabungan sifat unik ini memastikan prestasi yang stabil di bawah keadaan yang keras, termasuk haba yang melampau, beban yang tinggi dan kakisan yang kuat, meletakkan asas untuk aplikasi terobosan dalam aeroangkasa, tenaga boleh diperbaharui dan bidang canggih yang lain.
Disebabkan oleh sifat-sifat unik mereka,komposit karbon/karbontelah menemui aplikasi yang luas merentasi pelbagai industri.
Aeroangkasa
Dalam sektor aeroangkasa, komposit karbon/karbon merupakan bahan pilihan untuk komponen suhu tinggi. Contohnya, muncung roket, bilah turbin dalam enjin pesawat dan sistem perlindungan haba untuk kenderaan masuk semula semuanya menggunakan bahan-bahan ini. Rintangan suhu tinggi yang luar biasa dan ciri-ciri ringannya menjadikannya sesuai untuk kapal angkasa dan pesawat.
Industri Automotif
Dengan peningkatan permintaan untuk kecekapan bahan api dan perlindungan alam sekitar dalam automobil, komposit karbon/karbon telah memasuki industri automotif, terutamanya dalam perlumbaan. Kekuatan tinggi dan sifat ringannya berkesan mengurangkan berat kenderaan, meningkatkan pecutan dan pengendalian. Cakera brek karbon/karbon juga digunakan secara meluas dalam kereta super mewah dan kenderaan lumba.
Industri Metalurgi
Dalam metalurgi, komposit karbon/karbon digunakan terutamanya dalam peralatan relau suhu tinggi dan sistem peleburan. Rintangan haba dan kakisannya yang luar biasa membolehkan operasi yang stabil dalam persekitaran yang ekstrem, memastikan proses peleburan yang lancar.
Elektronik & Tenaga
Kekonduksian elektrik komposit karbon/karbon membolehkannya digunakan dalam elektronik. Contohnya, dalam komponen elektronik berkuasa tinggi tertentu, bahan-bahan ini memudahkan pelesapan haba yang cekap, sekali gus meningkatkan kestabilan operasi dan jangka hayat.
Di samping itu, aplikasinya terus berkembang dalam senario seperti medan terma pembuatan wafer semikonduktor, moderator neutron reaktor nuklear dan implan tulang tiruan perubatan. Saiz pasaran global diunjurkan akan melebihi 17 bilion yuan menjelang 2025.
Masa siaran: 30-Sep-2025