สาขาการใช้งานของวัสดุคาร์บอน/คาร์บอนคอมโพสิต

นับตั้งแต่มีการประดิษฐ์ขึ้นในทศวรรษ 1960คอมโพสิตคาร์บอนคาร์บอน C/Cได้รับความสนใจอย่างมากจากอุตสาหกรรมการทหาร การบินและอวกาศ และพลังงานนิวเคลียร์ ในระยะเริ่มแรกกระบวนการผลิตของคาร์บอน-คาร์บอนคอมโพสิตมีความซับซ้อน ยากทางเทคนิค และกระบวนการเตรียมการก็ยาวนาน ต้นทุนในการเตรียมผลิตภัณฑ์ยังคงสูงมาเป็นเวลานาน และการใช้งานถูกจำกัดอยู่เพียงบางส่วนที่มีสภาพการทำงานที่รุนแรง เช่นเดียวกับการบินและอวกาศและสาขาอื่นๆ ที่ไม่สามารถแทนที่ด้วยวัสดุอื่นได้ ในปัจจุบัน การวิจัยคอมโพสิตคาร์บอน/คาร์บอนมุ่งเน้นไปที่การเตรียมต้นทุนต่ำ การต่อต้านอนุมูลอิสระ และการกระจายประสิทธิภาพและโครงสร้างเป็นหลัก การวิจัยมุ่งเน้นเทคโนโลยีการเตรียมคาร์บอน/คาร์บอนคอมโพสิตประสิทธิภาพสูงและต้นทุนต่ำ การสะสมไอสารเคมีเป็นวิธีที่นิยมใช้ในการเตรียมคาร์บอน/คอมโพสิตคาร์บอนประสิทธิภาพสูง และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตทางอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์คอมโพสิต C/C- อย่างไรก็ตามกระบวนการทางเทคนิคใช้เวลานาน ต้นทุนการผลิตจึงสูง การปรับปรุงกระบวนการผลิตคาร์บอน/คาร์บอนคอมโพสิต และการพัฒนาคาร์บอน/คาร์บอนคอมโพสิตที่มีต้นทุนต่ำ ประสิทธิภาพสูง ขนาดใหญ่ และโครงสร้างที่ซับซ้อนเป็นกุญแจสำคัญในการส่งเสริมการประยุกต์ใช้ทางอุตสาหกรรมของวัสดุนี้ และเป็นแนวโน้มการพัฒนาหลักของคาร์บอน /คอมโพสิตคาร์บอน

เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์กราไฟท์แบบดั้งเดิมวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนคาร์บอนมีข้อดีเด่นดังนี้

1) ความแข็งแกร่งที่สูงขึ้น อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่ยาวนานขึ้น และลดจำนวนการเปลี่ยนส่วนประกอบ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มการใช้อุปกรณ์และลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

2) ค่าการนำความร้อนที่ต่ำกว่าและประสิทธิภาพของฉนวนความร้อนที่ดีขึ้นซึ่งเอื้อต่อการประหยัดพลังงานและการปรับปรุงประสิทธิภาพ

3) สามารถทำให้บางลงได้ เพื่อให้อุปกรณ์ที่มีอยู่สามารถใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ผลึกเดี่ยวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการลงทุนในอุปกรณ์ใหม่

4) ความปลอดภัยสูงไม่แตกง่ายภายใต้การเปลี่ยนแปลงความร้อนที่อุณหภูมิสูงซ้ำ ๆ

5) การออกแบบที่แข็งแกร่ง วัสดุกราไฟท์ขนาดใหญ่นั้นสร้างรูปร่างได้ยาก ในขณะที่วัสดุคอมโพสิตที่มีคาร์บอนขั้นสูงสามารถสร้างรูปร่างได้ใกล้เคียงกัน และมีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่ชัดเจนในด้านระบบสนามความร้อนของเตาผลึกเดี่ยวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่

ปัจจุบันมีการเปลี่ยนแบบพิเศษผลิตภัณฑ์กราไฟท์เช่นกราไฟท์แบบไอโซสแตติกโดยวัสดุคอมโพสิตที่มีคาร์บอนขั้นสูงมีดังนี้:

ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงและความต้านทานการสึกหรอที่ดีเยี่ยมของวัสดุคอมโพสิตคาร์บอน-คาร์บอน ทำให้วัสดุเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการบิน การบินและอวกาศ พลังงาน รถยนต์ เครื่องจักร และสาขาอื่น ๆ

การใช้งานเฉพาะมีดังนี้:

1. สาขาการบิน:วัสดุคอมโพสิตคาร์บอน-คาร์บอนสามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีอุณหภูมิสูง เช่น หัวฉีดไอพ่นของเครื่องยนต์ ผนังห้องเผาไหม้ ไกด์เบลด ฯลฯ

2. สาขาการบินและอวกาศ:วัสดุคอมโพสิตคาร์บอน-คาร์บอนสามารถใช้ในการผลิตวัสดุป้องกันความร้อนของยานอวกาศ วัสดุโครงสร้างยานอวกาศ ฯลฯ

3. สนามพลังงาน:วัสดุคอมโพสิตคาร์บอน-คาร์บอนสามารถใช้ในการผลิตส่วนประกอบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ อุปกรณ์ปิโตรเคมี ฯลฯ

4. สาขารถยนต์:วัสดุคอมโพสิตคาร์บอน-คาร์บอนสามารถใช้ในการผลิตระบบเบรก คลัตช์ วัสดุเสียดสี ฯลฯ

5. สาขาเครื่องกล:วัสดุคอมโพสิตคาร์บอน-คาร์บอนสามารถใช้ในการผลิตตลับลูกปืน ซีล ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล ฯลฯ