Uglerod-uglerod kompozit materiallariga umumiy nuqtai nazar
Uglerod/uglerod (C/C) kompozit materialYuqori mustahkamlik va modul, yorug'likning solishtirma og'irligi, kichik issiqlik kengayish koeffitsienti, korroziyaga chidamlilik, issiqlik zarbasiga chidamlilik, yaxshi ishqalanishga chidamlilik va yaxshi kimyoviy barqarorlik kabi bir qator ajoyib xususiyatlarga ega bo'lgan uglerod tolasi bilan mustahkamlangan kompozit materialdir. Bu yangi turdagi ultra yuqori haroratli kompozit materialdir.
C/C kompozit materialiajoyib issiqlik strukturasi-funksional integratsiyalashgan muhandislik materialidir. Boshqa yuqori samarali kompozit materiallar singari, u tola bilan mustahkamlangan faza va asosiy fazadan tashkil topgan kompozit strukturadir. Farqi shundaki, ham mustahkamlangan faza, ham asosiy faza maxsus xususiyatlarga ega sof ugleroddan iborat.
Uglerod/uglerod kompozit materiallariasosan uglerod kigiz, uglerod mato, mustahkamlovchi sifatida uglerod tolasi va matritsa sifatida bug'langan ugleroddan tayyorlanadi, ammo u faqat bitta elementga ega, bu uglerod. Zichlikni oshirish uchun karbonizatsiya natijasida hosil bo'lgan uglerod uglerod bilan singdiriladi yoki qatron (yoki asfalt) bilan singdiriladi, ya'ni uglerod/uglerod kompozit materiallari uchta uglerodli materialdan tayyorlanadi.
Uglerod-uglerod kompozit materiallarini ishlab chiqarish jarayoni
1) Uglerod tolasini tanlash
Uglerod tolasi to'plamlarini tanlash va tolali matolarning strukturaviy dizayni ishlab chiqarish uchun asos hisoblanadiC/C kompozitC/C kompozitlarining mexanik va termofizik xususiyatlarini tola turlari va mato to'qish parametrlarini, masalan, ip bog'lamlarining joylashuv yo'nalishi, ip bog'lamlari oralig'i, ip bog'lamlarining hajmi va boshqalarni oqilona tanlash orqali aniqlash mumkin.
2) Uglerod tolasi preformini tayyorlash
Uglerod tolasi preformi zichlash jarayonini amalga oshirish uchun mahsulot shakli va ishlash talablariga muvofiq tolaning kerakli strukturaviy shakliga shakllangan bo'sh materialni anglatadi. Oldindan shakllangan strukturaviy qismlar uchun uchta asosiy ishlov berish usuli mavjud: yumshoq to'qish, qattiq to'qish va yumshoq va qattiq aralash to'qish. Asosiy to'qish jarayonlari: quruq ip to'qish, oldindan singdirilgan tayoqcha guruhini joylashtirish, nozik to'qish teshilishi, tolani o'rash va uch o'lchovli ko'p yo'nalishli umumiy to'qish. Hozirgi vaqtda C kompozit materiallarida qo'llaniladigan asosiy to'qish jarayoni uch o'lchovli umumiy ko'p yo'nalishli to'qishdir. To'qish jarayonida barcha to'qilgan tolalar ma'lum bir yo'nalishda joylashtiriladi. Har bir tola o'z yo'nalishi bo'ylab ma'lum bir burchak ostida siljiydi va mato hosil qilish uchun bir-biri bilan o'raladi. Uning xususiyati shundaki, u uch o'lchovli ko'p yo'nalishli umumiy mato hosil qilishi mumkin, bu C/C kompozit materialining har bir yo'nalishi bo'yicha tolalarning hajm miqdorini samarali boshqarishi mumkin, shunda C/C kompozit materiali barcha yo'nalishlarda oqilona mexanik xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin.
3) C/C zichlashtirish jarayoni
Zichlanish darajasi va samaradorligi asosan mato tuzilishi va asosiy materialning jarayon parametrlariga bog'liq. Hozirda qo'llaniladigan jarayon usullariga singdirish karbonizatsiyasi, kimyoviy bug' cho'ktirish (CVD), kimyoviy bug' infiltratsiyasi (CVI), kimyoviy suyuqlik cho'ktirish, piroliz va boshqa usullar kiradi. Jarayon usullarining ikkita asosiy turi mavjud: singdirish karbonizatsiyasi jarayoni va kimyoviy bug' infiltratsiyasi jarayoni.
Suyuq fazali emdirish-karbonizatsiya
Suyuq fazali emdirish usuli uskunada nisbatan sodda va keng qo'llaniladi, shuning uchun suyuq fazali emdirish usuli C/C kompozit materiallarini tayyorlashning muhim usuli hisoblanadi. Uglerod tolasidan tayyorlangan preformni suyuq emdiruvchiga botirish va singdiruvchini bosim o'tkazish orqali preformning bo'shliqlariga to'liq kirishini ta'minlash, so'ngra qattiqlashtirish, karbonlashtirish va grafitlash kabi bir qator jarayonlar orqali nihoyat...C/C kompozit materiallariUning kamchiligi shundaki, zichlik talablariga erishish uchun takroriy singdirish va karbonlashtirish sikllari talab etiladi. Suyuq fazali singdirish usulida singdiruvchining tarkibi va tuzilishi juda muhimdir. Bu nafaqat zichlashtirish samaradorligiga ta'sir qiladi, balki mahsulotning mexanik va fizik xususiyatlariga ham ta'sir qiladi. Singdiruvchining karbonlashtirish hosildorligini oshirish va singdiruvchining yopishqoqligini kamaytirish har doim suyuq fazali singdirish usuli bilan C/C kompozit materiallarini tayyorlashda hal qilinishi kerak bo'lgan asosiy masalalardan biri bo'lib kelgan. Singdiruvchining yuqori yopishqoqligi va past karbonlashtirish hosildorligi C/C kompozit materiallarining yuqori narxining muhim sabablaridan biridir. Singdiruvchining ishlashini yaxshilash nafaqat C/C kompozit materiallarining ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi va ularning narxini pasaytirishi, balki C/C kompozit materiallarining turli xususiyatlarini ham yaxshilashi mumkin. C/C kompozit materiallarini antioksidlovchi ishlov berish Uglerod tolasi havoda 360°C da oksidlana boshlaydi. Grafit tolasi uglerod tolasidan biroz yaxshiroq va uning oksidlanish harorati 420°C da oksidlana boshlaydi. C/C kompozit materiallarining oksidlanish harorati taxminan 450°C ni tashkil qiladi. C/C kompozit materiallari yuqori haroratli oksidlovchi atmosferada oksidlanishi juda oson va harorat oshishi bilan oksidlanish tezligi tez oshadi. Agar antioksidant choralar ko'rilmasa, C/C kompozit materiallarini yuqori haroratli oksidlovchi muhitda uzoq muddatli ishlatish muqarrar ravishda halokatli oqibatlarga olib keladi. Shuning uchun C/C kompozit materiallarini antioksidant bilan ishlov berish uni tayyorlash jarayonining ajralmas qismiga aylandi. Antioksidant texnologiya nuqtai nazaridan uni ichki antioksidant texnologiya va antioksidant qoplama texnologiyasiga bo'lish mumkin.
Kimyoviy bug 'fazasi
Kimyoviy bug'larni cho'ktirish (CVD yoki CVI) uglerodni to'g'ridan-to'g'ri bo'shliqning teshiklariga joylashtirish orqali teshiklarni to'ldirish va zichlikni oshirish maqsadiga erishishdir. Cho'ktirilgan uglerodni grafitlash oson va tola bilan yaxshi jismoniy moslikka ega. Singdirish usuli kabi qayta karbonlashtirish paytida u qisqarmaydi va bu usulning fizik va mexanik xususiyatlari yaxshiroq. Biroq, CVD jarayonida, agar uglerod bo'shliq yuzasiga cho'ktirilsa, bu gazning ichki teshiklarga tarqalishiga to'sqinlik qiladi. Sirtga cho'ktirilgan uglerod mexanik ravishda olib tashlanishi va keyin yangi cho'ktirish bosqichi amalga oshirilishi kerak. Qalin mahsulotlar uchun CVD usuli ham ma'lum qiyinchiliklarga ega va bu usulning sikli ham juda uzoq.
Nashr vaqti: 2024-yil 31-dekabr