Карбон/композитҳои карбон (Композитҳои C/C) як маводи таркибии пурра карбонӣ мебошад, ки аз арматураи нахи карбон ва матритсаи карбон иборат аст. Хусусияти муайянкунандаи он дар таркиби пурраи карбонӣ мебошад, ки дар он шабакаи нахи карбон ҳамчун чаҳорчӯбаи сохторӣ хизмат мекунад, дар ҳоле ки матритсаи карбон, ки тавассути карбонизатсияи карбонии пиролитикӣ ё қатронӣ ташкил шудааст, ҳамчун пуркунанда амал мекунад ва дар сатҳи микроскопӣ пайванди мустаҳкам ва устувор ба даст меорад.
Аввалин сабти маълуми ин мавод ба кашфи тасодуфии он дар як озмоишгоҳи ИМА дар соли 1958 рост меояд. Раванди истеҳсолии он тавассути пешрафтҳои технологӣ, аз қабили таҳшиншавии буғи кимиёвӣ (CVD) ва импрегнатсияи фазаи моеъ, таҳаввул ёфта, онро ҳамчун як шохаи муҳими маводҳои муосири баландҳарорат муаррифӣ кардааст. Асосан, композитҳои карбон/карбон ба сохтори беназир ноил мегарданд, ки хосиятҳои сабукро бо қувваи баланд тавассути ҳамоҳангсозии нахҳои карбон ва зич кардани матритсаи карбон муттаҳид мекунанд ва роҳҳои ҳалли инноватсиониро барои муҳитҳои шадид пешниҳод мекунанд.
Композитҳои карбон/карбон хосиятҳои физикии пешрафтаро дар андозаҳои гуногун нишон медиҳанд, ки онҳоро дар муҳитҳои шадид ивазнашаванда мегардонанд. Аввалан, зичии онҳо аз 1,5 то 2,0 г/см³ аст, ки камтар аз чоряки зичии суперхӯлаҳои никелӣ аст, аммо онҳо дар мустаҳкамӣ ва сахтии мушаххас беҳбудиҳои назаррас ба даст меоранд.
Ҷолиб он аст, ки самаранокии гармидиҳии онҳо ба ҳамин андоза истисноӣ аст: онҳо якпорчагии сохториро дар ҳарорати болотар аз 1650°C нигоҳ медоранд, ки ҳадди болоии назариявии он 2600-3500°C мебошад, ки онҳоро ягона маводи сохтории баландҳарорат мегардонад, ки қодиранд дар ҳарорати аз 3000°C зиёд кор кунанд.
Аз ҷиҳати гармӣ, мавод коэффисиенти пасти васеъшавии гармӣ (<1×10⁻⁶/°C) ва муқовимати аълои зарбаи гармиро нишон медиҳад, ки тарқишҳоро ҳангоми давраҳои гармидиҳӣ ё хунуккунии босуръат ба ҳадди ақалл мерасонад. Аз ҷиҳати механикӣ, қувваи хамшавии он бо ҳарорат меафзояд ва аз самаранокии ҳарорати хона дар 2000°C зиёдтар аст.
Илова бар ин, он дорои гузариши баланди гармӣ (200 Вт/м·К дар самти нах), хосиятҳои трибологии аъло (коэффитсиенти соиш 0,2-0,4) ва устувории истисноии андозагирӣ мебошад. Ин омезиши беназири хосиятҳо кори устуворро дар шароити сахт, аз ҷумла гармии шадид, борҳои баланд ва зангзании қавӣ таъмин мекунад ва заминаро барои татбиқи пешрафта дар кайҳонӣ, энергияи барқароршаванда ва дигар соҳаҳои пешрафта мегузорад.
Аз сабаби хосиятҳои беназири худ,карбон/композитҳои карбондар соҳаҳои гуногун барномаҳои васеъ пайдо кардаанд.
Кайҳоннавардӣ
Дар бахши кайҳонӣ, композитҳои карбон/карбон маводи интихобшуда барои ҷузъҳои ҳарорати баланд мебошанд. Масалан, соплоҳои мушак, теғҳои турбинӣ дар муҳаррикҳои ҳавопаймо ва системаҳои муҳофизати гармӣ барои воситаҳои нақлиёти бозгашт ҳама аз ин маводҳо истифода мебаранд. Муқовимати истисноии онҳо ба ҳарорати баланд ва хусусиятҳои сабуки онҳо онҳоро барои киштиҳои кайҳонӣ ва ҳавопаймоҳо беҳтарин мегардонад.
Саноати автомобилсозӣ
Бо афзоиши талабот ба самаранокии сӯзишворӣ ва ҳифзи муҳити зист дар автомобилҳо, композитҳои карбон/карбон ба саноати автомобилсозӣ, бахусус дар мусобиқаҳо, ворид шудаанд. Хусусиятҳои баланди мустаҳкамӣ ва сабукии онҳо вазни мошинро самаранок кам мекунанд ва суръатбахшӣ ва идоракуниро беҳтар мекунанд. Дискҳои тормози карбон/карбон инчунин дар суперкарҳои баландсифат ва мошинҳои мусобиқавӣ васеъ истифода мешаванд.
Саноати металлургӣ
Дар металлургия, композитҳои карбон/карбон асосан дар таҷҳизоти кӯраи ҳарорати баланд ва системаҳои гудозиш истифода мешаванд. Муқовимати аълои онҳо ба гармӣ ва зангзанӣ имкон медиҳад, ки дар муҳитҳои шадид кори устувор ба амал ояд ва равандҳои гудозиши ҳамворро таъмин намояд.
Электроника ва энергетика
Гузаронидани барқии композитҳои карбон/карбон ба онҳо имкон медиҳад, ки дар электроника истифода шаванд. Масалан, дар баъзе ҷузъҳои электронии пуриқтидор, ин маводҳо паҳншавии самараноки гармиро осон мекунанд ва бо ин васила устувории корӣ ва мӯҳлати истифодаашонро беҳтар мекунанд.
Илова бар ин, татбиқи он дар сенарияҳо ба монанди истеҳсоли майдонҳои гармидиҳӣ аз пластинаҳои нимноқилӣ, модераторҳои нейтронии реактори ҳастаӣ ва имплантатҳои устухони сунъии тиббӣ густариш меёбад. Пешгӯӣ мешавад, ки ҳаҷми бозори ҷаҳонӣ то соли 2025 аз 17 миллиард юан зиёд хоҳад шуд.
Вақти нашр: 30 сентябри соли 2025