مركب الكربون-الكربون المركب

مركب الكربون-الكربون، ويشار إليه عادةً باسم الكربون-الكربون المقوى. هذه المواد مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة (ظروف خالية من الأكسجين)، ولها قوة ميكانيكية عالية في درجات الحرارة العالية، وخفيفة الوزن، ولها قوة نوعية عالية. وعلى وجه الخصوص، تتمتع هذه المواد بخصائص امتصاص جيدة لبعض الموجات. ولذلك، تُستخدم المواد المركبة من الكربون والكربون على نطاق واسع في الصناعات الفضائية والعسكرية.

خواص مركبات الكربون-الكربون المركب

• قوة عالية

هيكل مركب الكربون الكربوني قوي للغاية ويتكون من ألياف الكربون. تُظهر CCCs قوة استثنائية ليس فقط في درجة حرارة الغرفة، ولكن أيضًا في درجات الحرارة المرتفعة، مما يجعلها مرشحة مناسبة للتطبيق في المناطق الصعبة.

• الاستقرار الحراري

مركبات الكربون-الكربون قادرة على تحمل درجات الحرارة العالية للغاية ولا تصبح هشة. لذلك يتم استخدامها أيضًا بشكل شائع في التطبيقات ذات الحرارة العالية جدًا بما في ذلك تطبيقات الدفاع والسيارات.

• مقاومة التآكل

تتمتع مركبات الكربون-الكربون بمقاومة جيدة للتآكل. فهي لا تصدأ أو تتحلل مع المواد الكيميائية أو الرطوبة كما تفعل المعادن. وهذا يجعلها مثالية للاستخدام في البيئات القاسية حيث لا تصمد المواد التقليدية.

تصنيع مركب الكربون-الكربون المركب

أولاً، يتم نسج ألياف الكربون في نسيج أو حصيرة لصنع مركبات الكربون-الكربون. ولذلك، يتم تشريب هذه الألياف بمصفوفة كربون، عادةً بمساعدة عملية تسمى تسلل البخار الكيميائي (CVI). يتم تجميع الألياف معًا بواسطة مصفوفة وبالتالي تكوين بنية صلبة. ثم يتم تسخين هذا المركب إلى درجات حرارة عالية لتطوير خصائص الدفع الجوي.

إنها عملية تصنيع تتيح إمكانية التخصيص بشكل كبير؛ حيث يمكن تحسين المنتج النهائي لتطبيقات معينة. وينتج عن ذلك مادة ذات قوة عالية للغاية ووزن منخفض مع بصمة حرارية رائعة.

أنواع مركبات الكربون-الكربون المركب

مركبات الكربون المعززة بالألياف

النوع الأكثر شيوعًا الذي نقوم بتصنيعه هو المركبات المقواة بألياف الكربون. فهي تحتوي على هيكل من ألياف الكربون داخل الكربون-المصفوفة القائمة على الألياف. وتساهم الألياف في القوة والصلابة، بينما تضفي المصفوفة الثبات والمتانة. ونتيجة لهذا المزيج تكون المركبات المعززة بالألياف مناسبة تمامًا لتطبيقات الأوتار والتطبيقات عالية الأداء.

مركبات الكربون-الكربون مع مصفوفة السيراميك

يتم تعزيز بعض مركبات الكربون-الكربون بمصفوفة من السيراميك. يضيف السيراميك مقاومة للتآكل والصدمات الحرارية. وهذا ما يجعل هذه المركبات أكثر ثباتاً ومقاومة للحرارة، مما يجعلها مثالية للاستخدام في البيئات القاسية، مثل فوهات الصواريخ أو أقراص المكابح.

تطبيقات مركبات الكربون-الكربون المركب

• صناعة الطيران والفضاء

وتستخدم هذه المواد على نطاق واسع في صناعة الطيران كمركبات كربون-كربون. فهي تتحمل درجات الحرارة القصوى وتوفر قوة كبيرة بوزن منخفض، مما يجعلها مثالية للاستخدام في مكونات المحركات النفاثة وأنظمة المكابح والدروع الواقية من الحرارة.

تتميز المواد المركبة من الكربون والكربون المستخدمة كبطانات مكابح بخفة الوزن، ومعامل احتكاك منخفض وقدرة كبح عالية في درجات الحرارة العالية.

وباعتبارها مواد هيكلية للطائرات، فهي قوية ومقاومة للتآكل، ولن يتشوه جسم الطائرة أو يتآكل في ظل التشغيل طويل الأمد.

• الخلايا الكهروضوئية

يمكن استخدام المواد المركبة من الكربون والكربون لإذابة مواد السيليكون في أفران تفريغ الهواء لتنمية بلورات مفردة عالية الجودة. وهو يوفر مجالًا حراريًا عالي الجودة لعملية البلورة المفردة CZ لضمان السلامة الهيكلية لـ بلورة واحدة.

• التطبيقات العسكرية

واستنادًا إلى استخدامه في المجال العسكري، تُستخدم مركبات الكربون والكربون في العديد من التطبيقات مثل مكونات الصواريخ، والمقذوفات الخارقة للدروع، والدروع الواقية من الحرارة. حتى أن التقنيات الدفاعية تتطلب أجهزة استشعار ذات قدرة على العمل في الظروف القاسية من درجات الحرارة والضغط.