Կանաչ սիլիցիումի կարբիդի փոշու գաղտնիքը կոմպոզիտային նյութերի կատարողականը բարելավելու համար
Նրանք, ովքեր աշխատել են կոմպոզիտային նյութերի հետ, գիտեն, որ ավելի դժվար է տարբեր նյութերի առավելությունները համատեղել լավ ուտեստի մեջ, քան հաշտեցնել սկեսուրի և հարսի միջև հարաբերությունները։ Սակայն ի հայտ գալուց ի վերկանաչ սիլիցիումի կարբիդի փոշի, «կախարդական համեմունքը», կոմպոզիտային նյութի շրջանակը անմիջապես միացրել է «բացման ռեժիմը»։ Այսօր եկեք բացահայտենք այս խորհրդավոր վարագույրը և տեսնենք, թե ինչպես կարող է կանաչ փոշու այս կույտը հնազանդեցնել այնպիսի հպարտ վարպետների, ինչպիսիք են ածխածնային մանրաթելը և կերամիկան։
1. Տաղանդավոր «վեցանկյուն մարտիկը»
Կանաչ սիլիցիումի կարբիդի փոշին ստեղծվել է որպես կոմպոզիտային նյութերի «երազանքի փոշի»։ Մոսի կարծրությունը 9.5 է, որը մի փոքր ավելի վատ է, քան ադամանդի կարծրությունը։ Գուանդուն նահանգի արգելակային կոճղակների գործարանը համեմատություն է անցկացրել։ 20% կանաչ սիլիցիումի կարբիդի հետ խառնված կոմպոզիտային նյութը ունի մաշվածության դիմադրության ինդեքս, որը 3 անգամ ավելի է, քան ավանդական նյութերինը։ Արհեստանոցի տնօրեն Լաո Հուանգը դիպավ նմուշին և մրմնջաց. «Այս կարծրության դեպքում դուք նույնիսկ հետք չեք թողնի կես ժամ հղկաթղթով քսելուց հետո»։
Ջերմահաղորդականությունն ավելի ապշեցուցիչ է։ Շանդոնգի հետազոտական ինստիտուտը չափել է տվյալները և պարզել, որ 15% կանաչ սիլիցիումի կարբիդ պարունակող ալյումինե հիմքով կոմպոզիտային նյութերի ջերմահաղորդականությունը հասել է 220 Վտ/(մ·Կ), որը 30%-ով ավելի ուժեղ է, քան մաքուր ալյումինը։ Տեխնիկ Սյաո Լյուն նայեց ջերմային պատկերիչին և բացականչեց. «Այս ջերմության ցրման արդյունավետությունը համեմատելի է պրոցեսորի վրա ջրային սառեցման համակարգ տեղադրելու հետ»։
Քիմիական կայունությունն ավելի յուրահատուկ է։ Նինգբոյում քիմիական խողովակաշարի ծածկույթի նյութի փորձարկման ժամանակ կանաչ սիլիցիումի կարբիդային կոմպոզիտային նյութը կես տարի թրջվել է խտացված ծծմբական թթվի մեջ, և քաշի կորստի մակարդակը կազմել է 0.3%-ից պակաս։ Որակի տեսուչ Լաո Վանը բարձրացրել է նմուշը և պարծենում. «Այս կոռոզիոն դիմադրությունը, նույնիսկ Թայշանգ Լաոջունի ալքիմիական վառարանը պետք է դիմանա ծխախոտին»։
2. Կոմպոզիտային գործընթացի «կախարդական պահը»
Դիսպերսիայի տեխնոլոգիան այժմ շատ լավն է։ Ցզյանսուի մի ընկերություն մշակել է «ուլտրաձայնային + գնդիկավոր աղացման» համադրություն, որը միկրոփոշին ավելի հավասարաչափ է ցրում, քան կաթնային թեյի մեջ առկա մարգարիտները։ Վարպետ Լաո Լին բարձրացրեց էլեկտրոնային մանրադիտակի լուսանկարը և պարծեցավ. «Նայեք այս բաշխման խտությանը, մրջյունները կկորչեն, եթե վեր բարձրանան»։
Սև միջերեսի համակցման տեխնոլոգիան ավելի հզոր է։ Շանհայի լաբորատորիայում մշակված նանո-միացման նյութը միկրոփոշու և մատրիցի միջև կապի ամրությունը մեծացրել է մինչև 150 ՄՊա։ Նախագծի ղեկավարը բարձրացրեց իր ակնոցները և ասաց. «Վերջին անգամ, երբ մենք կատարեցինք կտրման փորձարկումը, ամրակը դեֆորմացված էր, բայց կոմպոզիտային նյութը չշերտավորվեց»։
3. Իրական մարտական փորձարկման «ընդգծված տեսարան»
Ավիատիեզերական արդյունաբերությունը վաղուց խելագարվել է։ Չենդուի որոշակի ավիացիոն շարժիչների գործարանի տուրբինի շեղբերը օգտագործում ենկանաչ սիլիցիումի կարբիդկերամիկական հիմքով կոմպոզիտային նյութերը ամրացնելու համար, իսկ ջերմաստիճանի դիմադրությունը մինչև 1600℃ է։ Փորձարկող վարորդ Լաո Չժանը նայեց վահանակին և թուք թափեց. «Այս հզորությամբ ռեակտիվ շարժիչները պետք է հայրիկ կանչեն»։
Նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցների մարտկոցի հենարանն ավելի հետաքրքիր է։ Նինգդեի արտադրողի ածխածնային մանրաթելից պատրաստված կոմպոզիտային հենարանը կանաչ սիլիցիումի կարբիդի հետ խառնելուց հետո ունի պողպատի տեսակարար ամրություն, որը 8 անգամ ավելի է, քան պողպատինը։ Բախման փորձարկման ժամանակ անվտանգության ինժեներ Լաո Լին թեթևակի հարվածեց մեքենայի դռանը և ծիծաղեց. «Այս մեքենայի թափքը նման է զրահաբաճկոնների երեք շերտ կրելուն»։
5G բազային կայանների ջերմափոխանակիչների ոլորտը խելահեղ է։ Հանգչժոու քաղաքում գտնվող արտադրողի ալյումինե հիմքով կոմպոզիտային ռադիատորն ունի ջերմային ընդարձակման գործակից, որը կարգավորվում է մինչև 4.8×10⁻⁶/℃։ Տեխնիկական տնօրենը մատնանշեց ջերմային ցիկլի փորձարկման տվյալները և պարծեցավ. «Այն կարող է կարգավորվել -50℃-ից մինչև 200℃, և չափի փոփոխությունն ավելի լուրջ է, քան Virgo-ում»։
4, «Երկարաժամկետ մտածողություն» ծախսերի հաշվին
Մի նայեք բարձր միավորի գնինկանաչ սիլիցիումի կարբիդի միկրոփոշի, այն անկասկած շահութաբեր է, երբ հաշվարկում եք ընդհանուր հաշիվը։ Չունցինի մեքենաշինական գործարանը հաշվապահություն է անցկացրել. չնայած հումքի արժեքը աճել է 25%-ով, արտադրանքի կյանքի տևողությունը քառապատկվել է, իսկ երեք տարվա ընթացքում խնայված սպասարկման ծախսերը բավարար են նոր արհեստանոց կառուցելու համար։ Ֆինանսական տիկինը թեթևակի հարվածեց հաշվիչին և ծիծաղեց. «Այս բիզնեսն ավելի շահութաբեր է, քան վաշխառուությունը»։
Արտադրության արդյունավետության բարելավումն ավելի գաղտնի ուրախալի է։ Տյանցզինում ավտոմատացված արտադրական գծի իրական չափումների համաձայն՝ կոմպոզիտային նյութերի կարծրացման ժամանակը կրճատվել է 40%-ով։ Արտադրամասի տնօրենը նայեց մեծ էկրանին և ոտքերը թափահարեց. «Այժմ արտադրական հզորությունը նման է հրթիռի վրա նստելուն, և հաճախորդները չեն խուճապի մատնվում պատվերներ պահանջելիս»։
Այսօրվա կանաչ սիլիցիումի կարբիդի միկրոփոշին այլևս լաբորատորիայում ստեղծված կոնցեպտային արտադրանք չէ: Երկնքում թռչող տիեզերանավերից մինչև գետնի վրա աշխատող նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցներ, ափի չափի բջջային հեռախոսի չիպերից մինչև 100 մետր երկարությամբ քամու տուրբինի շեղբեր, այն ամենուր է: Արդյունաբերության վետերանները նշում են, որ այս բանը անցք է բացել կոմպոզիտային նյութերի արտադրողականության առաստաղում: Իմ կարծիքով, սա պարզապես նյութի արդիականացում չէ, այլ «կրակոց բազկին» ժամանակակից արդյունաբերության համար: Եթե այս միտումը շարունակվի, հնարավոր է, որ մի օր մեր կտրատախտակները ստիպված լինեն օգտագործել այս սև տեխնոլոգիան. ի վերջո, ո՞վ չի ուզում, որ իր խոհանոցային պարագաները նույն մակարդակի վրա լինեն, ինչ ավիատիեզերական նյութերը: