راز پودر کاربید سیلیکون سبز برای بهبود عملکرد مواد کامپوزیتی
کسانی که در زمینه مواد کامپوزیت کار کرده‌اند، می‌دانند که ترکیب مزایای مواد مختلف در یک غذای خوب، دشوارتر از ایجاد هماهنگی بین مادر شوهر و عروس است. اما از زمان ظهورپودر کاربید سیلیکون سبز، "چاشنی جادویی"، دایره مواد کامپوزیت مستقیماً "حالت باز شدن" را روشن کرده است. امروز، بیایید از این حجاب مرموز پرده برداریم و ببینیم که چگونه این توده پودر سبز می تواند استادان مغروری مانند فیبر کربن و سرامیک را مطیع خود کند.
۱. «جنگجوی شش ضلعی» بااستعداد
پودر کاربید سیلیکون سبز به عنوان "پودر رویایی" مواد کامپوزیتی متولد شده است. سختی موس آن 9.5 است که فقط کمی از الماس بدتر است. یک کارخانه لنت ترمز در گوانگدونگ مقایسه‌ای انجام داده است. ماده کامپوزیتی مخلوط با 20٪ کاربید سیلیکون سبز، شاخص مقاومت در برابر سایشی دارد که 3 برابر مواد سنتی است. لائو هوانگ، مدیر کارگاه، نمونه را لمس کرد و زیر لب گفت: "با این سختی، حتی نمی‌توانید پس از مالیدن آن با کاغذ سنباده به مدت نیم ساعت، اثری از خود به جا بگذارید!"
رسانایی حرارتی حتی از این هم عجیب‌تر است. موسسه تحقیقاتی شاندونگ داده‌ها را اندازه‌گیری کرده و دریافته است که رسانایی حرارتی مواد کامپوزیتی پایه آلومینیوم حاوی ۱۵٪ کاربید سیلیکون سبز به ۲۲۰ وات بر (m·K) افزایش یافته است که ۳۰٪ قوی‌تر از آلومینیوم خالص است. تکنسین شیائو لیو به تصویرگر حرارتی خیره شد و فریاد زد: «این راندمان اتلاف گرما با نصب یک سیستم خنک‌کننده آبی روی CPU قابل مقایسه است!»
پایداری شیمیایی حتی منحصر به فردتر است. در آزمایشی روی ماده پوشش دهنده یک خط لوله شیمیایی در نینگبو، ماده کامپوزیت کاربید سیلیکون سبز به مدت شش ماه در اسید سولفوریک غلیظ خیسانده شد و میزان کاهش وزن کمتر از 0.3٪ بود. بازرس کیفیت، لائو وانگ، نمونه را بالا گرفت و با افتخار گفت: «این مقاومت در برابر خوردگی، حتی کوره کیمیاگری تایشانگ لائوجون را هم باید از یک سیگار عبور داد!»
۲. «لحظه جادویی» فرآیند ترکیبی
فناوری پراکندگی اکنون بسیار خوب است. شرکتی در جیانگ سو ترکیبی از "فراصوت + آسیاب گلوله‌ای" را ارائه داده است که میکروپودر را به طور یکنواخت‌تری نسبت به مرواریدهای موجود در چای شیر پراکنده می‌کند. استاد لائو لی عکس میکروسکوپ الکترونی را بالا گرفت و با افتخار گفت: "به این چگالی توزیع نگاه کنید، مورچه‌ها اگر بالا بروند گم می‌شوند!"
فناوری سیاهِ ترکیب سطح مشترک حتی شدیدتر است. عامل نانوکوپلینگ که توسط آزمایشگاهی در شانگهای توسعه داده شده است، استحکام پیوند بین میکروپودر و ماتریس را به 150 مگاپاسکال افزایش داده است. سرپرست پروژه عینک خود را بالا برد و گفت: «آخرین باری که آزمایش برش را انجام دادیم، فیکسچر تغییر شکل داد، اما ماده کامپوزیت لایه لایه نشد!»
۳. «صحنه برجسته» از آزمایش واقعی نبرد
صنعت هوافضا مدت‌هاست که دیوانه‌وار عمل می‌کند. پره‌های توربین یک کارخانه‌ی موتور هواپیما در چنگدو از ... استفاده می‌کنند.کاربید سیلیکون سبزبرای تقویت مواد کامپوزیتی پایه سرامیکی، و مقاومت دمایی مستقیماً تا ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد است. راننده آزمایش، لائو ژانگ، به داشبورد نگاه کرد و آب دهانش راه افتاد: «با این عملکرد، موتورهای جت باید بابا را صدا بزنند!»
براکت باتری خودروهای انرژی نو حتی هیجان‌انگیزتر است. براکت کامپوزیت فیبر کربنی یک تولیدکننده در نینگده، پس از مخلوط شدن با کاربید سیلیکون سبز، 8 برابر فولاد استحکام ویژه دارد. در طول آزمایش برخورد، مهندس ایمنی، لائو لی، به در خودرو ضربه زد و خندید: «حالا بدنه این خودرو مثل پوشیدن سه لایه جلیقه ضد گلوله است!»
حوزه هیت سینک‌های ایستگاه‌های پایه 5G دیوانه‌کننده است. رادیاتور کامپوزیتی آلومینیومی یک تولیدکننده در هانگژو دارای ضریب انبساط حرارتی کنترل‌شده روی 4.8×10⁻⁶/℃ است. مدیر فنی به داده‌های آزمایش چرخه حرارتی اشاره کرد و با افتخار گفت: «می‌توان آن را از -50℃ تا 200℃ تنظیم کرد و تغییر اندازه آن جدی‌تر از ویرگو است!»
۴، «بلندمدت‌گرایی» در حساب هزینه
به قیمت بالای واحد نگاه نکنیدمیکروپودر کاربید سیلیکون سبز، وقتی کل حساب را محاسبه کنید، قطعاً سودآور است. یک کارخانه ماشین آلات در چونگ کینگ حسابداری انجام داده است: اگرچه هزینه مواد اولیه 25 درصد افزایش یافته است، اما عمر محصول چهار برابر شده است و هزینه نگهداری که در سه سال صرفه جویی شده است، برای ساخت یک کارگاه جدید کافی است. خانم مالی ماشین حساب را لمس کرد و خندید: "این تجارت از رباخواری سودآورتر است!"
بهبود راندمان تولید حتی مخفیانه‌تر هم خوشحال‌کننده است. طبق اندازه‌گیری‌های واقعی یک خط تولید خودکار در تیانجین، زمان پخت مواد کامپوزیتی ۴۰٪ کاهش یافته است. مدیر کارگاه به صفحه نمایش بزرگ خیره شد و پاهایش را به زمین کوبید: «حالا ظرفیت تولید مثل سوار شدن به موشک است و مشتریان هنگام درخواست سفارش وحشت نمی‌کنند!»
میکروپودر کاربید سیلیکون سبز امروزی دیگر یک محصول مفهومی در آزمایشگاه نیست. از فضاپیماهایی که در آسمان پرواز می‌کنند تا وسایل نقلیه انرژی جدید که روی زمین حرکت می‌کنند، از تراشه‌های تلفن همراه به اندازه کف دست گرفته تا پره‌های توربین بادی ۱۰۰ متری، همه جا وجود دارد. پیشکسوتان این صنعت می‌گویند که این چیز، سوراخی در سقف عملکرد مواد کامپوزیت ایجاد کرده است. به نظر من، این فقط یک ارتقاء ساده مواد نیست، بلکه یک "موفقیت" برای صنعت مدرن است. اگر این روند ادامه یابد، ممکن است روزی تخته‌های برش ما مجبور به استفاده از این فناوری سیاه شوند - به هر حال، چه کسی نمی‌خواهد ظروف آشپزخانه‌اش در همان سطح مواد هوافضا باشند؟