Vihreän piikarbidijauheen salaisuus komposiittimateriaalien suorituskyvyn parantamiseksi

Komposiittimateriaalien parissa työskennelleet tietävät, että eri materiaalien etujen yhdistäminen hyväksi annokseksi on vaikeampaa kuin anopin ja miniän välisen suhteen sovittaminen. Mutta siitä lähtien, kun...vihreä piikarbidijauhe, ”taikamauste”, komposiittimateriaalien ympyrä on suoraan käynnistänyt ”avautumismoodin”. Tänään paljastetaan tämä salaperäinen huntu ja katsotaan, kuinka tämä vihreän jauheen kasa voi tehdä ylpeistä mestareista, kuten hiilikuidusta ja keramiikasta, kuuliaisia.

1. Lahjakas ”kuusikulmainen soturi”

Vihreä piikarbidijauhe on syntynyt komposiittimateriaalien "unelmajauheeksi". Sen Mohsin kovuus on 9,5, mikä on vain hivenen huonompi kuin timantilla. Guangdongin jarrupalatehdas on tehnyt vertailun. Komposiittimateriaalilla, johon on sekoitettu 20 % vihreää piikarbidia, on kulumiskestävyysindeksi, joka on kolminkertainen perinteisiin materiaaleihin verrattuna. Työpajan johtaja Lao Huang kosketti näytettä ja mutisi: "Tällä kovuudella et voi jättää edes jälkiä puolen tunnin hiekkapaperilla hankaamisen jälkeen!"

Lämmönjohtavuus on vieläkin pöyristyttävämpää. Shandongin tutkimuslaitos on mitannut tietoja ja havainnut, että 15 % vihreää piikarbidia sisältävien alumiinipohjaisten komposiittimateriaalien lämmönjohtavuus nousi 220 W/(m·K):iin, mikä on 30 % parempi kuin puhtaalla alumiinilla. Teknikko Xiao Liu tuijotti lämpökameraa ja huudahti: "Tämä lämmönhukkatehokkuus on verrattavissa vesijäähdytysjärjestelmän asentamiseen suorittimeen!"

Kemiallinen stabiilius on vielä ainutlaatuisempaa. Ningbossa sijaitsevan kemiallisen putkiston vuorausmateriaalin testissä vihreää piikarbidikomposiittimateriaalia liotettiin väkevässä rikkihapossa puoli vuotta, ja painonpudotusaste oli alle 0,3 %. Laaduntarkastaja Lao Wang nosti näytteen ylös ja kehuskeli: ”Tämän korroosionkestävyyden ansiosta jopa Taishang Laojunin alkemiauunin on läpäistävä savuke!”

2. Yhdistelmäprosessin ”taikahetki”

Dispersiotekniikka on nykyään erittäin hyvää. Jiangsulainen yritys on kehittänyt "ultraäänen ja kuulamyllyn" yhdistelmän, joka levittää mikrojauheen tasaisemmin kuin maitoteen helmet. Mestari Lao Li nosti elektronimikroskooppikuvan ja kehui: "Katsokaa tätä jakautumistiheyttä, muurahaiset eksyvät, jos ne kiipeävät ylös!"

Mustan pinnan yhdistämisteknologia on vieläkin voimakkaampi. Shanghaissa sijaitsevan laboratorion kehittämä nanokytkentäaine on nostanut mikrojauheen ja matriisin välisen sidoslujuuden 150 MPa:iin. Projektinjohtaja nosti silmälasinsa ja sanoi: "Viime kerralla, kun teimme leikkauskokeen, kiinnitin oli epämuodostunut, mutta komposiittimateriaali ei delaminoitunut!"

3. Varsinaisen taistelutestin ”kohokohtaus”

Ilmailuteollisuus on ollut hulluna jo pitkään. Tietyn Chengdun lentokonemoottoritehtaan turbiinin lavat käyttävätvihreä piikarbidikeraamipohjaisten komposiittimateriaalien vahvistamiseksi, ja sen lämmönkestävyys on jopa 1600 ℃. Testikuljettaja Lao Zhang katsoi kojelautaa ja kuolasi: "Tällä suorituskyvyllä suihkumoottorien on pakko kutsua isää!"

Uusien energiaajoneuvojen akkuteline on vieläkin jännittävämpi. Ningden valmistajan hiilikuitukomposiittitelineellä on kahdeksan kertaa teräksen ominaislujuus vihreän piikarbidin kanssa sekoittamisen jälkeen. Törmäystestin aikana turvallisuusinsinööri Lao Li taputti auton ovea ja nauroi: "Nyt tämä auton kori on kuin kolme kerrosta luodinkestävää liiviä!"

5G-tukiasemien jäähdytyselementtien ala on hullu. Hangzhoulaisen valmistajan alumiinipohjaisen komposiittipatterin lämpölaajenemiskerroin on säädetty arvoon 4,8 × 10⁻⁶/℃. Tekninen johtaja viittasi lämpösyklitestauksen tietoihin ja kehuskeli: "Sitä voidaan säätää -50 ℃:sta 200 ℃:een, ja koon muutos on vakavampi kuin Virgolla!"

4, ”Pitkäjänteisyys” kustannuslaskennassa

Älä katso korkeaa yksikköhintaavihreä piikarbidimikrojauhe, se on ehdottomasti kannattavaa, kun laskee kokonaistilin. Chongqingissa sijaitseva konepaja on tehnyt kirjanpidon: vaikka raaka-aineiden hinta on noussut 25 %, tuotteen käyttöikä on nelinkertaistunut ja kolmessa vuodessa säästyneet ylläpitokustannukset riittävät uuden työpajan rakentamiseen. Talousnainen näpytteli laskinta ja nauroi: "Tämä liiketoiminta on kannattavampaa kuin lainanhai!"

Tuotantotehokkuuden parantuminen on vielä salaa iloisempi asia. Tianjinissa sijaitsevan automatisoidun tuotantolinjan todellisten mittausten mukaan komposiittimateriaalien kovettumisaika on lyhentynyt 40 %. Työpajan johtaja tuijotti suurta näyttöä ja läimäytti jalkojaan: ”Nyt tuotantokapasiteetti on kuin raketilla lentämistä, eivätkä asiakkaat panikoi tilauksia tehdessään!”

Nykypäivän vihreä piikarbidimikrojauhe ei ole enää laboratoriossa kehitelty konseptituote. Taivaalla lentävistä avaruusaluksista maan pinnalla kulkeviin uusiin energia-ajoneuvoihin, kämmenen kokoisista matkapuhelinsiruista 100 metriä pitkiin tuuliturbiinin lapoihin – sitä on kaikkialla. Alan veteraanit sanovat, että tämä on tehnyt reiän komposiittimateriaalien suorituskykykattoon. Mielestäni tämä ei ole vain yksinkertainen materiaalipäivitys, vaan "laukaus kynsiin" nykyaikaiselle teollisuudelle. Jos tämä trendi jatkuu, on mahdollista, että jonain päivänä leikkuulautamme joutuvat käyttämään tätä mustaa teknologiaa – kukapa ei haluaisi keittiövälineidensä olevan samalla tasolla ilmailumateriaalien kanssa?