Các lĩnh vực ứng dụng của vật liệu composite carbon/carbon

Kể từ khi được phát minh vào những năm 1960,hợp chất cacbon-cacbon C/Cđã nhận được sự quan tâm lớn từ các ngành công nghiệp quân sự, hàng không vũ trụ và năng lượng hạt nhân. Trong giai đoạn đầu, quá trình sản xuấthợp chất cacbon-cacbonphức tạp, khó khăn về mặt kỹ thuật và quá trình chuẩn bị kéo dài. Chi phí chuẩn bị sản phẩm vẫn ở mức cao trong một thời gian dài và việc sử dụng nó chỉ giới hạn ở một số bộ phận có điều kiện làm việc khắc nghiệt, cũng như hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác không thể thay thế bằng các vật liệu khác. Hiện nay, trọng tâm của nghiên cứu về vật liệu composite carbon/carbon chủ yếu là chế tạo chi phí thấp, chống oxy hóa và đa dạng hóa hiệu suất và cấu trúc. Trong số đó, công nghệ chế tạo vật liệu composite carbon/carbon hiệu suất cao và chi phí thấp là trọng tâm của nghiên cứu. Lắng đọng hơi hóa học là phương pháp được ưa chuộng để chế tạo vật liệu composite carbon/carbon hiệu suất cao và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệpSản phẩm composite C/C. Tuy nhiên, quy trình kỹ thuật mất nhiều thời gian nên chi phí sản xuất cao. Cải tiến quy trình sản xuất vật liệu composite carbon/carbon và phát triển vật liệu composite carbon/carbon giá thành thấp, hiệu suất cao, kích thước lớn và cấu trúc phức tạp là chìa khóa thúc đẩy ứng dụng công nghiệp của vật liệu này và là xu hướng phát triển chính của vật liệu composite carbon/carbon.

So với các sản phẩm than chì truyền thống,vật liệu composite cacbon-cacboncó những ưu điểm nổi bật sau:

1) Độ bền cao hơn, tuổi thọ sản phẩm dài hơn và giảm số lần thay thế linh kiện, do đó tăng hiệu suất sử dụng thiết bị và giảm chi phí bảo trì;

2) Độ dẫn nhiệt thấp hơn và hiệu suất cách nhiệt tốt hơn, có lợi cho việc tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu quả;

3) Có thể làm mỏng hơn, do đó có thể sử dụng thiết bị hiện có để sản xuất các sản phẩm tinh thể đơn có đường kính lớn hơn, tiết kiệm chi phí đầu tư thiết bị mới;

4) Độ an toàn cao, không dễ nứt khi chịu sốc nhiệt độ cao nhiều lần;

5) Khả năng thiết kế mạnh mẽ. Vật liệu graphite lớn khó định hình, trong khi vật liệu composite gốc carbon tiên tiến có thể đạt được định hình gần như thuần và có lợi thế hiệu suất rõ ràng trong lĩnh vực hệ thống trường nhiệt lò đơn tinh thể đường kính lớn.

Hiện nay, việc thay thế đặc biệtsản phẩm than chìchẳng hạn nhưthan chì đẳng tĩnhbằng vật liệu composite nền carbon tiên tiến như sau:

Khả năng chịu nhiệt độ cao và chống mài mòn tuyệt vời của vật liệu composite carbon-carbon khiến chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không, vũ trụ, năng lượng, ô tô, máy móc và các lĩnh vực khác.

Các ứng dụng cụ thể như sau:

1. Lĩnh vực hàng không:Vật liệu composite carbon-carbon có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận chịu nhiệt độ cao, chẳng hạn như vòi phun động cơ, thành buồng đốt, cánh dẫn hướng, v.v.

2. Lĩnh vực hàng không vũ trụ:Vật liệu composite carbon-carbon có thể được sử dụng để sản xuất vật liệu bảo vệ nhiệt cho tàu vũ trụ, vật liệu cấu trúc tàu vũ trụ, v.v.

3. Trường năng lượng:Vật liệu composite cacbon-cacbon có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận lò phản ứng hạt nhân, thiết bị hóa dầu, v.v.

4. Lĩnh vực ô tô:Vật liệu composite cacbon-cacbon có thể được sử dụng để sản xuất hệ thống phanh, bộ ly hợp, vật liệu ma sát, v.v.

5. Lĩnh vực cơ khí:Vật liệu composite cacbon-cacbon có thể được sử dụng để sản xuất vòng bi, phớt, bộ phận cơ khí, v.v.