Tajomstvo zeleného prášku karbidu kremíka na zlepšenie výkonu kompozitných materiálov
Tí, ktorí pracovali s kompozitnými materiálmi, vedia, že je ťažšie spojiť výhody rôznych materiálov do dobrého jedla, ako zosúladiť vzťah medzi svokrou a nevestou. Ale od vzniku...zelený karbid kremíka v prášku, „magické korenie“, kruh kompozitných materiálov priamo zapol „režim otvárania“. Dnes odhalme tento tajomný závoj a pozrime sa, ako táto kopa zeleného prášku dokáže podmaniť si hrdých majstrov, ako sú uhlíkové vlákna a keramika.
1. Nadaný „šesťuholníkový bojovník“
Zelený karbid kremíka sa stal „vysnívaným práškom“ medzi kompozitnými materiálmi. Tvrdosť podľa Mohsovej stupnice je 9,5, čo je len o dych horšie ako tvrdosť diamantu. Továreň na brzdové doštičky v Guangdongu urobila porovnanie. Kompozitný materiál zmiešaný s 20 % zeleného karbidu kremíka má index odolnosti proti opotrebovaniu, ktorý je trikrát vyšší ako v prípade tradičných materiálov. Riaditeľ dielne Lao Huang sa dotkol vzorky a zamrmlal: „S touto tvrdosťou po polhodinovom trení brúsnym papierom nezanecháte ani stopu!“
Tepelná vodivosť je ešte horšia. Výskumný inštitút Shandong nameral údaje a zistil, že tepelná vodivosť kompozitných materiálov na báze hliníka obsahujúcich 15 % zeleného karbidu kremíka stúpla na 220 W/(m·K), čo je o 30 % viac ako čistý hliník. Technik Xiao Liu sa zahľadel na termokameru a zvolal: „Táto účinnosť odvodu tepla je porovnateľná s inštaláciou vodného chladiaceho systému na procesor!“
Chemická stabilita je ešte unikátnejšia. Pri teste materiálu výstelky chemického potrubia v Ningbo bol zelený kompozitný materiál z karbidu kremíka namočený v koncentrovanej kyseline sírovej na pol roka a miera úbytku hmotnosti bola menej ako 0,3 %. Inšpektor kvality Lao Wang zdvihol vzorku a pochválil sa: „Táto odolnosť voči korózii, dokonca aj alchymistická pec Taishang Laojun musí vydržať cigaretu!“
2. „Magický moment“ kompozitného procesu
Technológia disperzie je teraz veľmi dobrá. Spoločnosť v Jiangsu prišla s kombináciou „ultrazvuku + guľového mletia“, ktorá rozptyľuje mikroprášok rovnomernejšie ako perly v mliečnom čaji. Majster Lao Li zdvihol fotografiu z elektrónového mikroskopu a pochválil sa: „Pozrite sa na túto hustotu rozloženia, mravce sa stratia, ak vyliezajú hore!“
Čierna technológia spájania rozhraní je ešte agresívnejšia. Nano-spojovacia látka vyvinutá v laboratóriu v Šanghaji zvýšila pevnosť väzby medzi mikropráškom a matricou na 150 MPa. Vedúci projektu si zdvihol okuliare a povedal: „Pri poslednom šmykovom teste sa upínací prvok deformoval, ale kompozitný materiál sa neoddelil!“
3. „Vrcholný moment“ skutočného bojového testu
Letecký priemysel je už dlho bláznivý. Lopatky turbín istej továrne na letecké motory v Čcheng-tu používajúzelený karbid kremíkana vystuženie kompozitných materiálov na báze keramiky a teplotná odolnosť je priamo až do 1600 ℃. Testovací jazdec Lao Zhang sa pozrel na palubnú dosku a slintal: „S týmto výkonom musia prúdové motory volať oteckovi!“
Držiak batérie pre vozidlá s novým energetickým potenciálom je ešte vzrušujúcejší. Držiak z uhlíkových vlákien od výrobcu v Ningde má po zmiešaní so zeleným karbidom kremíka špecifickú pevnosť 8-krát vyššiu ako oceľ. Počas nárazového testu bezpečnostný inžinier Lao Li potľapkal po dverách auta a zasmial sa: „Teraz je táto karoséria auta ako keby mala na sebe tri vrstvy nepriestrelných viest!“
Oblasť chladičov pre základňové stanice 5G je šialená. Kompozitný radiátor na báze hliníka od výrobcu v Hangzhou má koeficient tepelnej rozťažnosti regulovaný na 4,8 × 10⁻⁶/℃. Technický riaditeľ poukázal na údaje z tepelných cyklov a pochválil sa: „Dá sa nastaviť od -50℃ do 200℃ a zmena veľkosti je výraznejšia ako u Virgo!“
4, „Dlhodobý prístup“ v nákladovom účte
Nepozerajte sa na vysokú jednotkovú cenuzelený mikroprášok karbidu kremíka, keď si vypočítate celkový účet, je to určite ziskové. Strojárska továreň v Čchung-čchingu urobila účtovníctvo: hoci náklady na suroviny sa zvýšili o 25 %, životnosť výrobku sa štvornásobne zvýšila a náklady na údržbu ušetrené za tri roky stačia na výstavbu novej dielne. Finančná dáma poklepala po kalkulačke a zasmiala sa: „Tento biznis je ziskovejší ako úžerníctvo!“
Zlepšenie efektivity výroby je ešte tajnejšie potešujúce. Podľa skutočných meraní automatizovanej výrobnej linky v Tianjine sa čas vytvrdzovania kompozitných materiálov skrátil o 40 %. Riaditeľ dielne hľadel na veľkú obrazovku a pleskol si nohami: „Teraz je výrobná kapacita ako jazda na rakete a zákazníci nepanikária, keď naliehajú na objednávky!“
Dnešný zelený mikroprášok karbidu kremíka už nie je v laboratóriu len koncepčným produktom. Od kozmických lodí lietajúcich na oblohe až po vozidlá s novou energiou jazdiace na zemi, od čipov mobilných telefónov veľkosti dlane až po 100 metrov dlhé lopatky veterných turbín, je všade. Veteráni v tomto odvetví hovoria, že táto vec prelomila výkonnostný strop kompozitných materiálov. Podľa môjho názoru nejde len o jednoduché vylepšenie materiálu, ale o „injekciu do paže“ pre moderný priemysel. Ak tento trend bude pokračovať, je možné, že jedného dňa budú musieť naše dosky na krájanie používať túto čiernu technológiu – veď kto by nechcel, aby jeho kuchynské náčinie bolo na rovnakej úrovni ako letecké materiály?