Was sind die Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoffe?

Aufgrund der steigenden Nachfrage im Bereich der Herstellung modernster Geräte werden Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoffe zunehmend als vielversprechende Materialien für Hochleistungsreibungssysteme und Hochtemperatur-Strukturkomponenten der nächsten Generation angesehen. Was sind also die Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoffe? Grundsätzlich handelt es sich bei Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoffen um die mehrphasige Verbundstruktur aus Kohlenstoff-Keramik, die durch gebildet wirdSiliziumkohlenstoffKeramikphasen in die kohlenstofffaserverstärkte Kohlenstoffmatrix durch chemische Gasphasenabscheidung oder Flüssigphasenreaktionssintern.

Dieses Verbundmaterial behält die geringe Dichte, hohe Temperaturbeständigkeit und Thermoschockbeständigkeit von Kohlenstoffmaterialien bei und behebt gleichzeitig die Schwächen reiner Kohlenstoffmaterialien wie schwache Oxidationsbeständigkeit und unzureichende Verschleißfestigkeit. Daher weist es eine längere Lebensdauer und eine stabilere Leistung unter extremen Arbeitsbedingungen wie Hochtemperaturreibung, hoher Belastung und hochfrequenten Betriebszyklen auf.

Vorteile von Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoffen

1. Hervorragende mechanische Leistung aufgrund ihrer hohen Festigkeit, Zähigkeit und ihres hohen Elastizitätsmoduls.

2.Ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit

3.Leichte Leistung, die Dichte von Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoffen liegt bei etwa 1,8–2,2 g/cm³.

4. Stabile Reibungseigenschaften auch unter nassen Bedingungen, ihr Reibungskoeffizient beträgt etwa 0,30–0,45.

5. Hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren, Laugen, Salzen und anderen chemischen Substanzen.

Anwendung von Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoffen

Der Einsatz von Carbon-Keramik-Materialien konzentrierte sich lange Zeit hauptsächlich auf High-End-Szenarien wie Bremssysteme in der Luft- und Raumfahrt sowie im Rennsport. Ihr hoher Preis, die komplexen Herstellungsprozesse und die begrenzte Produktionskapazität erschweren es ihnen, in den größeren Industriemarkt einzudringen. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der inländischen High-End-Fertigungs- und Kostenkontrollfähigkeiten verlagert sich dieses Material jedoch vom Labor in den industriellen Bereich und wird häufig in Transportgeräten, neuen Energien, Halbleitern und anderen Industriebereichen eingesetzt.

1. Im Vergleich zu herkömmlichen Metallbremsscheiben weisen Carbon-Keramik-Materialien bei gleicher Festigkeit ein deutlich geringeres Gewicht auf und verfügen gleichzeitig über eine höhere Wärmekapazität und eine bessere Beständigkeit gegen thermisches Ausbleichen. Sie können auch bei schnellem Bremsen und häufigem Start-Stopp einen stabilen Reibungskoeffizienten aufrechterhalten. Dieser überlagerte Effekt von geringem Gewicht und hoher Zuverlässigkeit macht es möglichcBremsscheiben aus Carbon-Keramikeine ideale Wahl für Schienenverkehrssysteme und den Automobilmarkt, die Energieeinsparung, Verbrauchsreduzierung und Betriebssicherheit anstreben.

2. Im Prozess des photovoltaischen Kristallziehens und der Wärmebehandlung müssen thermische Feldstrukturkomponenten über einen langen Zeitraum in Hochtemperaturumgebungen betrieben werden, die extrem hohe Anforderungen an Hochtemperaturbeständigkeit, Thermoschockbeständigkeit und Dimensionsstabilität stellen. Obwohl herkömmliche Graphitmaterialien eine gewisse Temperaturbeständigkeit aufweisen, weisen sie Engpässe bei der mechanischen Festigkeit und der Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen auf. Kohlenstoffkeramikmaterialien verlängern mit ihrer besseren Leistung die Lebensdauer von Geräten, reduzieren die Austauschhäufigkeit und sind nach und nach zur Modernisierungsrichtung für High-End-Wärmefeldgeräte geworden.

3. Der Halbleiterbereich ist ein weiterer typischer Markt mit hohen Barrieren. Im Zusammenhang mit Kristallwachstum, Epitaxie und Hochtemperaturwärmebehandlung werden eine Vielzahl hochreiner, hochtemperaturbeständiger und schadstoffarmer Strukturbauteile und Behältermaterialien benötigt. Kohlenstoffkeramik-Verbundwerkstoffe bieten einzigartige Vorteile in Bezug auf thermische Stabilität und mechanische Festigkeit und können für Folgendes verwendet werden:Tiegelund zugehörige Hochtemperaturkomponenten.