Apakah Komposit Karbon-Seramik？

Memandangkan permintaan yang semakin meningkat dalam bidang pembuatan peralatan canggih, komposit karbon-seramik semakin dianggap sebagai bahan yang menjanjikan untuk generasi seterusnya sistem geseran berprestasi tinggi dan komponen struktur suhu tinggi. Jadi apakah komposit karbon-seramik? Pada asasnya, komposit karbon-seramik ialah struktur komposit berbilang fasa karbon-seramik yang dibentuk olehkarbon silikonfasa seramik ke dalam matriks karbon bertetulang gentian karbon melalui pemendapan wap kimia atau pensinteran tindak balas fasa cecair.

Bahan komposit ini mengekalkan ketumpatan rendah, rintangan suhu tinggi, dan rintangan kejutan haba bahan karbon, sambil menangani kelemahan bahan karbon tulen seperti rintangan pengoksidaan yang lemah dan rintangan haus yang tidak mencukupi. Oleh itu, ia mempamerkan hayat perkhidmatan yang lebih lama dan prestasi yang lebih stabil di bawah keadaan kerja yang melampau seperti geseran suhu tinggi, beban tinggi dan kitaran operasi frekuensi tinggi.

Kelebihan komposit karbon-seramik

1. Prestasi mekanikal yang unggul untuk kekuatan tinggi, keliatan tinggi dan modulus anjal yang tinggi.

2. Rintangan suhu tinggi yang sangat baik, rintangan kejutan haba dan rintangan pengoksidaan

3. Prestasi ringan, ketumpatan komposit karbon-seramik adalah sekitar 1.8-2.2g/cm³.

4. Sifat geseran yang stabil walaupun dalam keadaan basah, pekali geseran mereka adalah lebih kurang 0.30-0.45.

5. Rintangan kakisan yang hebat terhadap asid, alkali, garam dan bahan kimia lain.

Penggunaan komposit karbon-seramik

Untuk masa yang lama, penggunaan bahan seramik karbon telah tertumpu terutamanya dalam senario mewah seperti aeroangkasa dan sistem brek perlumbaan. Harganya yang tinggi, proses pembuatan yang kompleks, dan kapasiti pengeluaran yang terhad telah menyukarkan mereka untuk menembusi pasaran perindustrian berskala lebih besar. Walau bagaimanapun, dengan penambahbaikan berterusan  pengilangan mewah domestik dan keupayaan kawalan kos, bahan ini bergerak dari makmal ke medan perindustrian dan digunakan secara meluas dalam peralatan pengangkutan, tenaga baharu, semikonduktor dan bidang perindustrian lain.

1. Berbanding dengan cakera brek logam tradisional, bahan seramik karbon mempunyai berat yang berkurangan dengan ketara pada kekuatan yang sama, sambil mempunyai kapasiti haba yang lebih tinggi dan rintangan yang lebih baik terhadap pudar terma. Mereka masih boleh mengekalkan pekali geseran yang stabil dalam keadaan brek berkelajuan tinggi dan kerap berhenti mula. Kesan bertindih daripada kebolehpercayaan yang ringan dan tinggi ini menjadikanccakera brek seramik arbonpilihan ideal untuk sistem transit rel dan pasaran automotif yang mengejar penjimatan tenaga, pengurangan penggunaan dan keselamatan operasi.

2. Dalam proses penarikan kristal fotovoltaik dan rawatan haba, komponen struktur medan haba perlu beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi untuk masa yang lama, yang mempunyai keperluan yang sangat tinggi untuk rintangan suhu tinggi, rintangan kejutan haba, dan kestabilan dimensi. Walaupun bahan grafit tradisional mempunyai kapasiti rintangan suhu tertentu, ia mempunyai kesesakan dalam kekuatan mekanikal dan rintangan pengoksidaan suhu tinggi. Bahan seramik karbon, dengan prestasi yang lebih baik, memanjangkan hayat perkhidmatan peralatan, mengurangkan kekerapan penggantian, dan secara beransur-ansur menjadi arah menaik taraf untuk peralatan medan haba mewah.

3. Medan semikonduktor adalah satu lagi pasaran halangan tinggi yang tipikal. Sebilangan besar komponen struktur dan bahan bekas ketulenan tinggi, tahan suhu tinggi dan rendah pencemaran diperlukan dalam pautan pertumbuhan kristal, epitaksi dan rawatan haba suhu tinggi. Komposit seramik karbon mempunyai kelebihan unik dalam kestabilan haba dan kekuatan mekanikal, dan boleh digunakan untukmangkuk pijardan komponen suhu tinggi yang berkaitan.