וואָס איז קאַרבאָן-קאַרבאָן קאָמפּאָזיט מאַטעריאַל

קאַרבאָן/קאַרבאָן קאָמפּאָזיט (C/C קאָמפּאָזיט) איז אַ גאָר קאַרבאָנאַסיק קאָמפּאָזיט מאַטעריאַל צוזאַמענגעשטעלט פון קאַרבאָן פיברע פארשטארקונג און אַ קאַרבאָן מאַטריץ. זיין דעפינירנדיק כאַראַקטעריסטיק ליגט אין זיין גאָר קאַרבאָן-באַזירט קאַמפּאַזישאַן, וווּ די קאַרבאָן פיברע נעץ דינט ווי די סטרוקטורעל ראַם, בשעת די קאַרבאָן מאַטריץ געשאפן דורך פּיראָליטיק קאַרבאָן אָדער רעזין קאַרבאָניזאַציע דינט ווי דער פילער, דערגרייכנדיק אַ שטאַרק און שטאַרק בונד אויף די מיקראָסקאָפּיש מדרגה.

דער ערשטער באַקאַנטער רעקאָרד פֿון דעם מאַטעריאַל גייט צוריק צו זײַן אַקצידענטאַלער ענטדעקונג אין אַן אַמעריקאַנער לאַבאָראַטאָריע אין 1958. זײַן פּראָדוקציע פּראָצעס האָט זיך אַנטוויקלט דורך טעכנאָלאָגישע פֿאָרשריטן ווי כעמישע דאַמף דעפּאָזיציע (CVD) און פֿליסיקע פֿאַזע אימפּרעגנאַציע, וואָס האָט אים אויפֿגעשטעלט ווי אַ קריטישער צווײַג פֿון מאָדערנע הויך-טעמפּעראַטור מאַטעריאַלן. אין גרונט, קאַרבאָן/קאַרבאָן קאָמפּאָזיטן דערגרייכן אַ יינציקע סטרוקטור וואָס קאָמבינירט לייכטע אייגנשאַפֿטן מיט הויך שטאַרקייט דורך אויסגלייַכן קאַרבאָן פֿאַזערס און פֿאַרדיכטן די קאַרבאָן מאַטריץ, און אָפֿערט ​​אינאָוואַטיווע לייזונגען פֿאַר עקסטרעמע סביבות.

קאַרבאָן/קאַרבאָן קאָמפּאָזיטן ווײַזן אויף גרונט-ברייקנדיקע פיזישע אייגנשאַפטן איבער קייפל דימענסיעס, מאַכנדיג זיי אומפאַרטרעטלעך אין עקסטרעמע סביבות. ערשטנס, זייער געדיכטקייט ריינדזשד פון 1.5 צו 2.0 ג/קמ³, ווייניקער ווי א פערטל פון די פון ניקאַל-באַזירטע סופּעראַלויז, אָבער זיי דערגרייכן באַדײַטנדיקע פֿאַרבעסערונגען אין ספּעציפֿישער שטאַרקייט און שטייפקייט.

באַמערקענסווערט, זייער טערמישע פאָרשטעלונג איז אויך אויסערגעוויינלעך: זיי האַלטן די סטרוקטורעלע אינטעגריטעט העכער 1,650°C, מיט אַ טעאָרעטישן אויבערשטן גרענעץ פון 2,600-3,500°C, מאַכנדיג זיי די איינציקע הויך-טעמפּעראַטור סטרוקטורעלע מאַטעריאַל וואָס איז טויגיק צו פונקציאָנירן ביי טעמפּעראַטורן העכער 3,000°C.

טערמיש, ווייזט דער מאַטעריאַל אַ נידעריקן קאָעפֿיציענט פֿון טערמישער אויסברייטונג (<1×10⁻⁶/°C) און אַן אויסגעצייכנטע טערמישע שאָק קעגנשטעל, וואָס מינימיזירט קראַקינג אונטער שנעלע הייצונג אָדער קילונג ציקלען. מעכאַניש, וואַקסט זיין בייג שטאַרקייט מיט טעמפּעראַטור, איבערטרעפֿנדיק צימער-טעמפּעראַטור פאָרשטעלונג ביי 2,000°C.

דערצו, באַרימט עס זיך מיט הויכער טערמישער קאַנדאַקטיוויטי (200 W/m·K אין דער ריכטונג פון די פיבער), העכערע טריבאָלאָגישע אייגנשאַפטן (רייַבונג קאָעפיציענט פון 0.2-0.4), און אויסערגעוויינלעכע דימענסיאָנעלע פעסטקייט. די אייגנאַרטיקע קאָמבינאַציע פון ​​אייגנשאַפטן גאַראַנטירט סטאַבילע פאָרשטעלונג אונטער שווערע באַדינגונגען, אַרייַנגערעכנט עקסטרעמע היץ, הויכע לאָודז און שטאַרקע קעראָוזשאַן, וואָס לייגט דעם יסוד פֿאַר דורכברוך אַפּליקאַציעס אין אַעראָספּייס, רינואַבאַל ענערגיע און אַנדערע שניידנדיקע פעלדער.

צוליב זייערע אייגנארטיגע אייגנשאפטן,קאַרבאָן/קאַרבאָן קאָמפּאָזיטןהאָבן געפֿונען ברייטע אַפּליקאַציעס אין פֿאַרשידענע אינדוסטריעס.

לופטפארט
אין דעם לופטפארט סעקטאר, זענען קוילן/קוילן קאמפאזיטן די אויסגעקליבענע מאטעריאלן פאר הויך-טעמפּעראַטור קאמפאנענטן. למשל, ראקעט נאַזאַלז, טורבינע בליידז אין עראפלאן מאטארן, און טערמישע שוץ סיסטעמען פאר צוריק-אריינגאנג וועהיקלעס נוצן אלע די מאטעריאלן. זייער אויסערגעווענליכע הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטעל און לייכטע אייגנשאפטן מאכן זיי אידעאל פאר ספעיסשיפן און עראפלאנען.

אויטאמאטיוו אינדוסטריע
מיט די וואקסנדיקע פארלאנגען פאר ברענשטאף עפעקטיווקייט און אומגעבונג שוץ אין אויטאמאבילן, זענען קארבאן/קארבאן קאמפאזיטן אריין אין די אויטאמאטיוו אינדוסטריע, ספעציעל אין ראַסינג. זייער הויך שטאַרקייט און לייכטע אייגנשאפטן רעדוצירן עפעקטיוו די וואָג פון די פאָרמיטל, פֿאַרבעסערן די אַקסעלעראַציע און האַנדלינג. קארבאן/קארבאן ברעיק דיסקס זענען אויך וויידלי אנגענומען אין הויך-סוף סופּערקאַרס און ראַסינג וועהיקלעס.

מעטאַלורגישע אינדוסטריע
אין מעטאַלורגיע, ווערן קאַרבאָן/קאַרבאָן קאָמפּאָזיטן בפֿרט געניצט אין הויך-טעמפּעראַטור אויוון עקוויפּמענט און שמעלץ סיסטעמען. זייער אויסגעצייכנטע היץ און קעראָוזשאַן קעגנשטעל ערמעגלעכן סטאַביל אָפּעראַציע אין עקסטרעמע סביבות, וואָס גאַראַנטירט גלאַט שמעלץ פּראָצעסן.

עלעקטראָניק און ענערגיע
די עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי פון קאַרבאָן/קאַרבאָן קאָמפּאָזיטן גיט זיי אַפּליקאַציעס אין עלעקטראָניק. למשל, אין געוויסע הויך-מאַכט עלעקטראָנישע קאָמפּאָנענטן, די מאַטעריאַלן דערמעגלעכן עפעקטיוו היץ דיסיפּיישאַן, דערמיט פֿאַרבעסערן אָפּעראַציאָנעלע פעסטקייט און לעבן.

דערצו, זיינע אנווענדונגען פארבלייבן ווייטער אין סצענארן ווי למשל האלב-קאנדוקטאר וועיפער פאבריקאציע טערמישע פעלדער, נוקלעארע רעאקטאר נייטראן מאדעראטארן, און מעדיצינישע קינסטלעכע ביין אימפלאנטן. מען פראיעקטירט אז די גלאבאלע מארקעט גרייס וועט איבערשטייגן 17 ביליאן יואן ביז 2025.