Что такое углеродно-керамические композиты?

В связи с растущим спросом в области производства современного оборудования углерод-керамические композиты все чаще рассматриваются как многообещающие материалы для нового поколения высокопроизводительных систем трения и высокотемпературных конструкционных компонентов. Так что же такое углеродно-керамические композиты? По сути, углерод-керамические композиты представляют собой многофазную композитную структуру углерод-керамики, образованнуюкремний-углеродкерамические фазы в углеродную матрицу, армированную углеродным волокном, посредством химического осаждения из паровой фазы или жидкофазного реакционного спекания.

Этот композитный материал сохраняет низкую плотность, высокую термостойкость и термостойкость углеродных материалов, одновременно устраняя недостатки чистых углеродных материалов, такие как слабая стойкость к окислению и недостаточная износостойкость. Таким образом, он имеет более длительный срок службы и более стабильную работу в экстремальных условиях работы, таких как высокотемпературное трение, высокие нагрузки и высокочастотные рабочие циклы.

Преимущества углекерамических композитов

1. Превосходные механические характеристики благодаря высокой прочности, высокой ударной вязкости и высокому модулю упругости.

2. Отличная устойчивость к высоким температурам, термостойкость и стойкость к окислению.

3.Легкость, плотность углекерамических композитов составляет около 1,8-2,2 г/см³.

4. Стабильные фрикционные свойства даже во влажных условиях, коэффициент трения составляет примерно 0,30-0,45.

5. Превосходная коррозионная стойкость к кислотам, щелочам, солям и другим химическим веществам.

Применение углерод-керамических композитов

В течение долгого времени применение углеродно-керамических материалов в основном концентрировалось в высокотехнологичных отраслях, таких как аэрокосмическая и гоночная тормозные системы. Их высокая цена, сложные производственные процессы и ограниченные производственные мощности затрудняют им проникновение на более масштабный промышленный рынок. Однако благодаря постоянному совершенствованию отечественного высокотехнологичного производства и возможностей контроля затрат этот материал переходит из лабораторий в промышленную сферу и широко используется в транспортном оборудовании, новой энергетике, полупроводниках и других отраслях промышленности.

1. По сравнению с традиционными металлическими тормозными дисками углерод-керамические материалы имеют значительно меньший вес при той же прочности, обладая при этом более высокой теплоемкостью и лучшей устойчивостью к термическому выцветанию. Они по-прежнему могут сохранять стабильный коэффициент трения в условиях скоростного торможения и частого старта-стопа. Этот наложенный эффект легкости и высокой надежности делаетcарбон-керамические тормозные дискиидеальный выбор для систем железнодорожного транспорта и автомобильного рынка, которые стремятся к энергосбережению, сокращению потребления и эксплуатационной безопасности.

2. В процессе вытягивания и термообработки фотоэлектрических кристаллов структурные компоненты теплового поля должны работать в высокотемпературных средах в течение длительного времени, к которым предъявляются чрезвычайно высокие требования к устойчивости к высоким температурам, стойкости к термическому удару и стабильности размеров. Хотя традиционные графитовые материалы обладают определенной термостойкостью, у них есть узкие места в механической прочности и стойкости к высокотемпературному окислению. Углеродные керамические материалы, благодаря своим лучшим характеристикам, продлевают срок службы оборудования, сокращают частоту замены и постепенно становятся направлением модернизации высококачественного теплового полевого оборудования.

3. Полупроводниковая отрасль – еще один типичный рынок с высокими барьерами. Для выращивания кристаллов, эпитаксии и высокотемпературной термообработки требуется большое количество высокочистых, устойчивых к высоким температурам и малозагрязняющим конструкционных компонентов и емкостных материалов. Углерод-керамические композиты обладают уникальными преимуществами в термической стабильности и механической прочности и могут использоваться длятиглии связанные с ними высокотемпературные компоненты.