Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbund

Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff, auch allgemein als verstärkter Kohlenstoff-Kohlenstoff bezeichnet. Diese Materialien sind hochtemperaturbeständig (sauerstofffrei), haben eine hohe mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen, sind leicht und haben eine hohe spezifische Festigkeit. Insbesondere haben diese Materialien gute Absorptionseigenschaften für bestimmte Wellen. Daher werden Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe häufig in der Luft- und Raumfahrt und in der Militärindustrie eingesetzt.

Eigenschaften von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen

• Hohe Festigkeit

Die Struktur von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterial ist unglaublich stark und wird aus Kohlenstofffasern gebildet. CCCs weisen nicht nur bei Raumtemperatur, sondern auch bei hohen Temperaturen eine außergewöhnliche Festigkeit auf, was sie zu einem geeigneten Kandidaten für den Einsatz in anspruchsvollen Bereichen macht.

• Thermische Stabilität

Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe sind in der Lage, extrem hohen Temperaturen standzuhalten und nicht spröde zu werden. Daher werden sie auch häufig in Anwendungen mit extrem hohen Temperaturen eingesetzt, z. B. im Verteidigungs- und Automobilbereich.

• Korrosionsbeständigkeit

Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe haben eine gute Korrosionsbeständigkeit. Sie rosten nicht und zersetzen sich nicht durch Chemikalien oder Feuchtigkeit, wie es bei Metallen der Fall ist. Das macht sie ideal für den Einsatz in extremen Umgebungen, in denen herkömmliche Materialien nicht standhalten würden.

Herstellung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen

Zunächst werden Kohlenstofffasern zu einem Gewebe oder einer Matte verwoben, um Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe herzustellen. Daher werden diese Fasern mit einer Kohlenstoffmatrix imprägniert, in der Regel mit Hilfe eines Verfahrens, das als chemische Dampfinfiltration (CVI) bezeichnet wird. Die Fasern werden durch die Matrix zusammengehalten, wodurch eine feste Struktur entsteht. Dieser Verbundwerkstoff wird dann auf hohe Temperaturen erhitzt, um seine Eigenschaften für den Luftantrieb zu entwickeln.

Es handelt sich um ein Herstellungsverfahren, das eine große Anpassungsfähigkeit ermöglicht; das Endprodukt kann für bestimmte Anwendungen optimiert werden. Das Ergebnis ist ein Material mit extrem hoher Festigkeit, geringem Gewicht und hervorragender thermischer Signatur.

Arten von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen

Faserverstärkte Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe

Der häufigste Typ, den wir herstellen, sind kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe. Sie haben eine Struktur aus Kohlenstofffasern innerhalb eines Kohlenstoff-basierten Matrix. Die Fasern tragen zur Festigkeit und Steifigkeit bei, während die Matrix für Stabilität und Haltbarkeit sorgt. Das Ergebnis dieser Kombination ist, dass sich faserverstärkte Verbundwerkstoffe gut für Spannglieder und Hochleistungsanwendungen eignen.

Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe mit keramischer Matrix

Bestimmte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe sind mit einer Keramikmatrix verstärkt. Die Keramik erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und Temperaturschocks. Dadurch werden diese Verbundwerkstoffe noch stabiler und hitzebeständiger und eignen sich perfekt für den Einsatz in extremen Umgebungen, z. B. in Raketendüsen oder Bremsscheiben.

Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe Anwendungen

• Luft- und Raumfahrtindustrie

Diese werden in der Luft- und Raumfahrt häufig als Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe verwendet. Sie halten extremen Temperaturen stand und bieten eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht, was sie ideal für den Einsatz in Triebwerkskomponenten, Bremssystemen und Hitzeschilden macht.

Der als Bremsbelag verwendete Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff ist leicht, hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten und verfügt über eine hohe Bremsleistung bei hohen Temperaturen.

Als Strukturmaterial für Flugzeuge sind sie stabil und korrosionsbeständig, und der Rumpf verformt oder korrodiert auch im Langzeitbetrieb nicht.

• Fotovoltaik

Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe können verwendet werden, um Siliziumwerkstoffe in Vakuumöfen um hochwertige Einkristalle zu züchten. Es bietet ein hochwertiges thermisches Feld für den CZ-Einkristallprozess, um die strukturelle Integrität der Kristalle zu gewährleisten. Einkristall.

• Militärische Anwendungen

Aufgrund ihrer Verwendung im Militär werden Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe in zahlreichen Anwendungen wie Raketenkomponenten, panzerbrechenden Geschossen und Hitzeschilden eingesetzt. Auch in der Verteidigungstechnik werden Sensoren benötigt, die unter extremen Temperatur- und Druckbedingungen arbeiten können.