Tajna zelenog silicijum karbidnog praha za poboljšanje performansi kompozitnih materijala

Oni koji su radili s kompozitnim materijalima znaju da je teže kombinirati prednosti različitih materijala u dobro jelo nego uskladiti odnos između svekrve i snahe. Ali od pojavezeleni silicijum karbidni prah, „čarobni začin“, krug kompozitnih materijala je direktno uključio „režim otvaranja“. Danas, hajde da otkrijemo ovaj misteriozni veo i vidimo kako ova gomila zelenog praha može učiniti ponosne majstore poput karbonskih vlakana i keramike poslušnim.

1. Nadareni "heksagonalni ratnik"

Zeleni silicijum karbidni prah rođen je da bude "prah iz snova" među kompozitnim materijalima. Mohsova tvrdoća je 9,5, što je samo malo gore od dijamanta. Tvornica kočionih pločica u Guangdongu napravila je poređenje. Kompozitni materijal pomiješan sa 20% zelenog silicijum karbida ima indeks otpornosti na habanje koji je 3 puta veći od tradicionalnih materijala. Direktor radionice Lao Huang dodirnuo je uzorak i promrmljao: "S ovom tvrdoćom, ne možete ostaviti ni trag nakon što ga pola sata trljate brusnim papirom!"

Toplotna provodljivost je još veća. Istraživački institut Shandong je izmjerio podatke i otkrio da je toplotna provodljivost kompozitnih materijala na bazi aluminija koji sadrže 15% zelenog silicijum karbida porasla na 220 W/(m·K), što je 30% jače od čistog aluminija. Tehničar Xiao Liu je zurio u termovizijsku kameru i uzviknuo: „Ova efikasnost odvođenja toplote je uporediva sa instaliranjem sistema za vodeno hlađenje na CPU!“

Hemijska stabilnost je još jedinstvenija. U testu materijala za oblaganje hemijskog cjevovoda u Ningbu, zeleni kompozitni materijal od silicijum karbida je pola godine potopljen u koncentrovanoj sumpornoj kiselini, a stopa gubitka težine bila je manja od 0,3%. Inspektor kvaliteta Lao Wang podigao je uzorak i pohvalio se: „Ova otpornost na koroziju, čak i alhemijska peć Taishang Laojuna mora izdržati cigaretu!“

2. „Magični trenutak“ kompozitnog procesa

Tehnologija disperzije je sada veoma dobra. Kompanija u Jiangsuu je osmislila kombinaciju "ultrazvuka + kugličnog mljevenja", koja ravnomjernije raspršuje mikroprah nego biseri u čaju s mlijekom. Majstor Lao Li je podigao fotografiju elektronskog mikroskopa i pohvalio se: "Pogledajte ovu gustoću distribucije, mravi će se izgubiti ako se popnu!"

Crna tehnologija kombinovanja međupovršina je još žešća. Nano-agens za spajanje koji je razvila laboratorija u Šangaju povećao je čvrstoću veze između mikropraha i matrice na 150 MPa. Vođa projekta podigao je naočale i rekao: „Posljednji put kada smo radili test smicanja, uređaj je bio deformisan, ali kompozitni materijal se nije raslojio!“

3. „Najvažnija scena“ stvarnog borbenog testa

Vazduhoplovna industrija je već dugo u haosu. Lopatice turbina određene fabrike avionskih motora u Čengduu koristezeleni silicijum karbidza ojačanje kompozitnih materijala na bazi keramike, a otpornost na temperaturu je direktno do 1600℃. Testni vozač Lao Zhang pogledao je kontrolnu ploču i slinio: „Sa ovim performansama, mlazni motori moraju zvati tatu!“

Nosač baterije za vozila na novu energiju je još uzbudljiviji. Nosač od kompozita karbonskih vlakana proizvođača u Ningdeu ima specifičnu čvrstoću 8 puta veću od čelika nakon što se pomiješa sa zelenim silicijum karbidom. Tokom testa sudara, inženjer sigurnosti Lao Li je potapšao vrata automobila i nasmijao se: „Sada je ova karoserija automobila kao da nosi tri sloja pancira!“

Polje hladnjaka za 5G bazne stanice je ludo. Kompozitni radijator na bazi aluminija jednog proizvođača u Hangzhouu ima koeficijent termičkog širenja kontroliran na 4,8×10⁻⁶/℃. Tehnički direktor je ukazao na podatke ispitivanja termičkog ciklusa i pohvalio se: „Može se podesiti od -50℃ do 200℃, a promjena veličine je ozbiljnija nego kod Virgo!“

4, „Dugoročni pristup“ u obračunu troškova

Ne gledajte na visoku jediničnu cijenuzeleni mikroprah silicijum karbida, definitivno je profitabilno kada se izračuna ukupan račun. Fabrika mašina u Chongqingu napravila je obračun: iako su troškovi sirovina porasli za 25%, vijek trajanja proizvoda se učetverostručio, a troškovi održavanja ušteđeni za tri godine dovoljni su za izgradnju nove radionice. Finansijska gospođa je kucnula po kalkulatoru i nasmijala se: „Ovaj posao je profitabilniji od zelenašenja!“

Poboljšanje efikasnosti proizvodnje je još tajno radosnije. Prema stvarnim mjerenjima automatizovane proizvodne linije u Tianjinu, vrijeme sušenja kompozitnih materijala skraćeno je za 40%. Direktor radionice je zurio u veliki ekran i pljesnuo nogama: „Sada je proizvodni kapacitet kao da se vozi raketa, a kupci ne paniče kada hitno šalju narudžbe!“

Današnji zeleni mikroprah silicijum karbida više nije konceptualni proizvod u laboratoriji. Od svemirskih letjelica koje lete nebom do vozila s novom energijom koja se kreću po zemlji, od čipova za mobilne telefone veličine dlana do lopatica vjetroturbina dugih 100 metara, on je svuda prisutan. Veterani u industriji kažu da je ova stvar napravila rupu u plafonu performansi kompozitnih materijala. Po mom mišljenju, ovo nije samo jednostavno poboljšanje materijala, već "pucanj u prazno" za modernu industriju. Ako se ovaj trend nastavi, moguće je da će jednog dana naše daske za rezanje morati koristiti ovu crnu tehnologiju - uostalom, ko ne želi da im kuhinjski pribor bude na istom nivou kao i materijali za vazduhoplovstvo?