Tajemství zeleného prášku karbidu křemíku pro zlepšení výkonu kompozitních materiálů

Ti, kteří pracovali s kompozitními materiály, vědí, že je obtížnější spojit výhody různých materiálů do dobrého pokrmu než sladit vztah mezi tchyní a snachou. Ale od vznikuzelený karbid křemíku v prášku, „magické koření“, kruh kompozitních materiálů přímo zapnul „režim otevírání“. Dnes si odhalme tento tajemný závoj a podívejme se, jak tato hromada zeleného prášku dokáže podřídit hrdé mistry, jako jsou uhlíková vlákna a keramika.

1. Nadaný „šestiúhelníkový válečník“

Zelený karbid křemíku se zrodil jako „prášek snů“ mezi kompozitními materiály. Tvrdost podle Mohse je 9,5, což je jen o kousek horší než u diamantu. Továrna na brzdové destičky v Kuang-tungu provedla srovnání. Kompozitní materiál smíchaný s 20 % zeleného karbidu křemíku má index odolnosti proti opotřebení, který je třikrát vyšší než u tradičních materiálů. Vedoucí dílny Lao Huang se vzorku dotkl a zamumlal: „S touto tvrdostí po půlhodinovém tření brusným papírem nezanecháte ani stopu!“

Tepelná vodivost je ještě horší. Výzkumný ústav Shandong naměřil data a zjistil, že tepelná vodivost kompozitních materiálů na bázi hliníku obsahujících 15 % zeleného karbidu křemíku vzrostla na 220 W/(m·K), což je o 30 % více než u čistého hliníku. Technik Xiao Liu zíral na termokameru a zvolal: „Tato účinnost odvodu tepla je srovnatelná s instalací vodního chladicího systému na procesor!“

Chemická stabilita je ještě unikátnější. Při testu výstelky chemického potrubí v Ningbo byl zelený kompozitní materiál z karbidu křemíku namočený v koncentrované kyselině sírové po dobu půl roku a úbytek hmotnosti byl menší než 0,3 %. Inspektor kvality Lao Wang zvedl vzorek a pochlubil se: „S takovou odolností proti korozi musí vydržet i cigaretu alchymistická pec z Taishang Laojun!“

2. „Magický okamžik“ kompozitního procesu

Technologie disperze je nyní velmi dobrá. Společnost v Jiangsu přišla s kombinací „ultrazvuku + kulového mletí“, která rozptyluje mikroprášek rovnoměrněji než perly v mléčném čaji. Mistr Lao Li ukázal fotografii z elektronového mikroskopu a pochlubil se: „Podívejte se na tuto hustotu rozložení, mravenci se ztratí, když vylezou nahoru!“

Černá technologie kombinace rozhraní je ještě drsnější. Nano-vazebné činidlo vyvinuté v laboratoři v Šanghaji zvýšilo pevnost vazby mezi mikropráškem a matricí na 150 MPa. Vedoucí projektu si posunul brýle a řekl: „Při posledním smykovém testu se upínací prvek deformoval, ale kompozitní materiál se neoddělil!“

3. „Vrcholná scéna“ skutečného bojového testu

Letecký průmysl je už dlouho šílený. Lopatky turbín jisté továrny na letecké motory v Čcheng-tu používajízelený karbid křemíkuk vyztužení kompozitních materiálů na bázi keramiky a teplotní odolnost je přímo až 1600 ℃. Zkušební jezdec Lao Zhang se podíval na palubní desku a slintal: „S tímto výkonem musí proudové motory volat tatínkovi!“

Držák baterie pro vozidla na novou energii je ještě zajímavější. Držák z uhlíkových vláken od výrobce v Ningde má po smíchání se zeleným karbidem křemíku specifickou pevnost 8krát vyšší než ocel. Během nárazového testu bezpečnostní inženýr Lao Li poklepal na dveře auta a zasmál se: „Teď je tahle karoserie, jako by měla na sobě tři vrstvy neprůstřelných vest!“

Oblast chladičů pro základnové stanice 5G je šílená. Kompozitní chladič na bázi hliníku od výrobce v Chang-čou má koeficient tepelné roztažnosti regulovaný na 4,8×10⁻⁶/℃. Technický ředitel poukázal na data z testu tepelných cyklů a pochlubil se: „Lze jej nastavit od -50℃ do 200℃ a změna velikosti je výraznější než u Virgo!“

4, „Dlouhodobý přístup“ v nákladovém účtu

Nedívejte se na vysokou jednotkovou cenuzelený mikroprášek karbidu křemíku, když si spočítáte celkový účet, je to rozhodně ziskové. Strojírna v Čchung-čchingu provedla účetnictví: ačkoliv se náklady na suroviny zvýšily o 25 %, životnost výrobku se čtyřnásobně zvýšila a náklady na údržbu ušetřené za tři roky stačí na výstavbu nové dílny. Finanční paní poklepala na kalkulačku a zasmála se: „Tento byznys je ziskovější než lichvářství!“

Zlepšení efektivity výroby je ještě tajněji radostné. Podle skutečných měření automatizované výrobní linky v Tchien-ťinu se doba vytvrzování kompozitních materiálů zkrátila o 40 %. Ředitel dílny zíral na velkou obrazovku a plácal nohama: „Výrobní kapacita je teď jako na raketě a zákazníci nepanikaří, když naléhají na objednávky!“

Dnešní zelený mikroprášek karbidu křemíku už není v laboratoři jen koncepčním produktem. Od kosmických lodí létajících po obloze až po vozidla s novou energií jezdící po zemi, od čipů mobilních telefonů o velikosti dlaně až po stometrové lopatky větrných turbín, je všude. Veteráni v oboru říkají, že tato věc prorazila výkonnostní strop kompozitních materiálů. Podle mého názoru se nejedná jen o jednoduché vylepšení materiálu, ale o „injekci do paže“ pro moderní průmysl. Pokud tento trend bude pokračovat, je možné, že jednoho dne budou muset naše krájecí desky tuto černou technologii používat – koneckonců, kdo by nechtěl, aby jeho kuchyňské náčiní bylo na stejné úrovni jako letecké materiály?