Tajna zelenog silicijevog karbidnog praha za poboljšanje performansi kompozitnih materijala
Oni koji su radili s kompozitnim materijalima znaju da je teže kombinirati prednosti različitih materijala u dobrom jelu nego uskladiti odnos između svekrve i snahe. Ali od pojavezeleni silicijev karbidni prah, „čarobni začin“, krug kompozitnih materijala izravno je uključio „način otvaranja“. Danas ćemo otkriti ovaj tajanstveni veo i vidjeti kako ova hrpa zelenog praha može učiniti ponosne majstore poput karbonskih vlakana i keramike poslušnima.
1. Daroviti "heksagonalni ratnik"
Zeleni silicijev karbidni prah rođen je kao „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 usporedbu. Kompozitni materijal pomiješan s 20% zelenog silicijevog karbida ima indeks otpornosti na habanje koji je 3 puta veći od tradicionalnih materijala. Voditelj radionice Lao Huang dodirnuo je uzorak i promrmljao: „S ovom tvrdoćom, ne možete ostaviti ni trag nakon što ga pola sata trljate brusnim papirom!“
Toplinska vodljivost je još nevjerojatnija. Istraživački institut Shandong izmjerio je podatke i otkrio da je toplinska vodljivost kompozitnih materijala na bazi aluminija koji sadrže 15% zelenog silicijevog karbida porasla na 220 W/(m·K), što je 30% jače od čistog aluminija. Tehničar Xiao Liu zurio je u termovizijsku kameru i uzviknuo: „Ova učinkovitost odvođenja topline usporediva je s ugradnjom sustava vodenog hlađenja na CPU!“
Kemijska stabilnost je još jedinstvenija. U testu materijala za oblaganje kemijskog cjevovoda u Ningbu, zeleni kompozitni materijal od silicij-karbida natapan je u koncentriranoj sumpornoj kiselini pola godine, a stopa gubitka težine bila je manja od 0,3%. Inspektor kvalitete Lao Wang podigao je uzorak i pohvalio se: „Ova otpornost na koroziju, čak i alkemijska peć Taishang Laojuna mora izdržati cigaretu!“
2. „Čarobni trenutak“ kompozitnog procesa
Tehnologija disperzije sada je vrlo dobra. Tvrtka u Jiangsuu osmislila je kombinaciju „ultrazvuka + kugličnog mljevenja“, koja ravnomjernije raspršuje mikroprah od bisera u čaju s mlijekom. Majstor Lao Li podigao je fotografiju elektronskog mikroskopa i pohvalio se: „Pogledajte ovu gustoću raspodjele, mravi će se izgubiti ako se popnu!“
Crna tehnologija kombiniranja međupovršina je još žešća. Nano-vezujući agens koji je razvio laboratorij u Šangaju povećao je čvrstoću veze između mikropraha i matrice na 150 MPa. Voditelj projekta podigao je naočale i rekao: „Posljednji put kad smo radili test smicanja, fiksator je bio deformiran, ali kompozitni materijal se nije raslojio!“
3. „Najvažnija scena“ stvarnog borbenog testa
Zrakoplovna industrija je već dugo luda. Lopatice turbina određene tvornice zrakoplovnih motora u Chengduu koristezeleni silicijev karbidza ojačanje kompozitnih materijala na bazi keramike, a temperaturna otpornost je izravno do 1600 ℃. Testni vozač Lao Zhang pogledao je nadzornu ploču i slinio: „S ovim performansama, mlazni motori moraju zvati tatu!“
Nosač baterije za vozila na novu energiju još je uzbudljiviji. Nosač od kompozita karbonskih vlakana proizvođača u Ningdeu ima specifičnu čvrstoću 8 puta veću od čvrstoće čelika nakon što se pomiješa sa zelenim silicijevim karbidom. Tijekom testa sudara, sigurnosni inženjer Lao Li potapšao je vrata automobila i nasmijao se: „Sada je ova karoserija automobila kao da nosi tri sloja pancira!“
Područje hladnjaka za 5G bazne stanice je ludo. Kompozitni radijator na bazi aluminija proizvođača u Hangzhouu ima koeficijent toplinskog širenja kontroliran na 4,8 × 10⁻⁶/℃. Tehnički direktor istaknuo je podatke ispitivanja toplinskog ciklusa i pohvalio se: „Može se podesiti od -50℃ do 200℃, a promjena veličine je ozbiljnija nego kod Virgo!“
4, „Dugoročni pristup“ u računu troškova
Ne gledajte visoku jediničnu cijenuzeleni mikroprah silicij-karbida, definitivno je profitabilno kada se izračuna ukupni račun. Tvornica strojeva u Chongqingu napravila je računovodstvo: iako su se troškovi sirovina povećali za 25%, vijek trajanja proizvoda se učetverostručio, a troškovi održavanja ušteđeni u tri godine dovoljni su za izgradnju nove radionice. Financijska gospođa kucnula je po kalkulatoru i nasmijala se: „Ovaj posao je profitabilniji od lihvarenja!“
Poboljšanje učinkovitosti proizvodnje još je tajno sretnije. Prema stvarnim mjerenjima automatizirane proizvodne linije u Tianjinu, vrijeme stvrdnjavanja kompozitnih materijala skraćeno je za 40%. Ravnatelj radionice zurio je u veliki ekran i pljesnuo nogama: „Sada je proizvodni kapacitet kao da se vozi raketa, a kupci ne paničare kada hitno šalju narudžbe!“
Današnji zeleni mikroprah silicij-karbida više nije konceptualni proizvod u laboratoriju. Od svemirskih letjelica koje lete nebom do vozila s novom energijom koja se kreću po tlu, od čipova za mobitele veličine dlana do lopatica vjetroturbina dugih 100 metara, on je posvuda. Veterani u industriji kažu da je ova stvar napravila rupu u plafonu performansi kompozitnih materijala. Po mom mišljenju, ovo nije samo jednostavna nadogradnja 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, tko ne želi da im kuhinjski pribor bude na istoj razini kao i zrakoplovni materijali?