Тайната на зеления силициев карбид на прах за подобряване на производителността на композитните материали

Тези, които са работили с композитни материали, знаят, че е по-трудно да се комбинират предимствата на различните материали в едно добро ястие, отколкото да се съгласуват отношенията между свекърва и снаха. Но от появата на...зелен силициев карбид на прах, „вълшебната подправка“, кръгът от композитни материали директно е включил „режима на отваряне“. Днес нека разкрием този мистериозен воал и да видим как тази купчина зелен прах може да направи послушни горди майстори като въглеродните влакна и керамиката.

1. Надареният „шестоъгълен воин“

Зеленият силициев карбид на прах е създаден, за да бъде „мечтаният прах“ сред композитните материали. Твърдостта по Моос е 9,5, което е само малко по-лошо от това на диаманта. Фабрика за накладки в Гуандун е направила сравнение. Композитният материал, смесен с 20% зелен силициев карбид, има индекс на износоустойчивост, който е 3 пъти по-висок от този на традиционните материали. Директорът на цеха Лао Хуанг докосна пробата и промърмори: „С тази твърдост не можеш да оставиш дори следа, след като я търкаш с шкурка в продължение на половин час!“

Топлопроводимостта е още по-скандална. Изследователският институт Шандонг е измерил данни и е установил, че топлопроводимостта на композитни материали на базата на алуминий, съдържащи 15% зелен силициев карбид, се е увеличила до 220 W/(m·K), което е с 30% по-силно от чистия алуминий. Техникът Сяо Лиу се втренчи в термовизионната камера и възкликна: „Тази ефективност на разсейване на топлината е сравнима с инсталирането на система за водно охлаждане на процесора!“

Химическата стабилност е още по-уникална. При тест на облицовъчния материал на химически тръбопровод в Нингбо, зеленият силициево-карбиден композитен материал е бил накиснат в концентрирана сярна киселина в продължение на половин година, а степента на загуба на тегло е била по-малка от 0,3%. Инспекторът по качеството Лао Уанг вдигна пробата и се похвали: „С тази устойчивост на корозия, дори алхимичната пещ на Тайшанг Лаоджун трябва да издържи цигара!“

2. „Магическият момент“ на композитния процес

Технологията за диспергиране вече е много добра. Компания в Дзянсу е разработила комбинация от „ултразвук + топково смилане“, която разпръсква микропраха по-равномерно от перлите в млечния чай. Майстор Лао Ли вдигна снимка от електронния микроскоп и се похвали: „Вижте тази плътност на разпределение, мравките ще се изгубят, ако се изкачат!“

Черната технология за комбиниране на интерфейси е още по-жестока. Нано-свързващият агент, разработен от лаборатория в Шанхай, е увеличил здравината на свързване между микропраха и матрицата до 150 MPa. Ръководителят на проекта вдигна очилата си и каза: „Последния път, когато направихме теста за срязване, приспособлението беше деформирано, но композитният материал не се разслои!“

3. „Акцентна сцена“ от действителен боен тест

Аерокосмическата индустрия е луда от дълго време. Турбинните лопатки на определен завод за авиационни двигатели в Ченгду използватзелен силициев карбидза подсилване на композитни материали на керамична основа, а температурната устойчивост е директно до 1600℃. Тестовият пилот Лао Джан погледна таблото и се разслюни: „С тази производителност реактивните двигатели трябва да се обадят на татко!“

Скобата за батерии на превозни средства с нова енергия е още по-вълнуваща. Скобата от въглеродни влакна, изработена от производител в Нинде, има специфична якост 8 пъти по-голяма от тази на стоманата, след като е смесена със зелен силициев карбид. По време на теста за сблъсък, инженерът по безопасността Лао Ли потупа вратата на колата и се засмя: „Сега каросерията на тази кола е като да носиш три слоя бронежилетки!“

Полето на радиаторите за 5G базови станции е лудо. Алуминиевият композитен радиатор на производител в Ханджоу има коефициент на термично разширение, контролиран до 4,8×10⁻⁶/℃. Техническият директор посочи данните от термичните цикли и се похвали: „Може да се регулира от -50℃ до 200℃, а промяната в размера е по-сериозна от тази на Virgo!“

4, „Дългосрочност“ в сметката за разходите

Не гледайте високата единична ценазелен силициев карбид микропрах, определено е печелившо, когато се изчисли общата сметка. Машиностроителен завод в Чунцин е направил счетоводство: въпреки че цената на суровините се е увеличила с 25%, животът на продукта се е учетворил, а спестените разходи за поддръжка за три години са достатъчни за построяването на нов цех. Финансистката почука по калкулатора и се засмя: „Този бизнес е по-печеливш от лихварството!“

Подобрението в производствената ефективност е още по-скрито радостно. Според реални измервания на автоматизирана производствена линия в Тиендзин, времето за втвърдяване на композитните материали е съкратено с 40%. Директорът на цеха се взираше в големия екран и плесна с крака: „Сега производственият капацитет е като да се возиш на ракета, а клиентите не се паникьосват, когато настояват за поръчки!“

Днешният зелен микропрах от силициев карбид вече не е концептуален продукт в лабораторията. От космически кораби, летящи в небето, до превозни средства с нова енергия, движещи се по земята, от чипове за мобилни телефони с размерите на длан до лопатки на вятърни турбини с дължина 100 метра, той е навсякъде. Ветераните в индустрията казват, че това нещо е пробило дупка в тавана на производителността на композитните материали. Според мен това не е просто подобрение на материала, а „инжекция в ръката“ за съвременната индустрия. Ако тази тенденция продължи, е възможно един ден нашите дъски за рязане да трябва да използват тази черна технология – в края на краищата, кой не иска кухненските му прибори да са на същото ниво като аерокосмическите материали?