Koolstof-koolstof composiet

Koolstof-koolstof composiet, ook wel koolstof-koolstof versterkt genoemd. Deze materialen zijn bestand tegen hoge temperaturen (zuurstofloze omstandigheden), hebben een hoge mechanische sterkte bij hoge temperaturen, zijn licht in gewicht en hebben een hoge specifieke sterkte. In het bijzonder hebben deze materialen goede absorptie-eigenschappen voor bepaalde golven. Daarom worden koolstof-koolstof composietmaterialen veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en in de militaire industrie.

Koolstof-koolstof composiet eigenschappen

• Hoge sterkte

De structuur van koolstof koolstofcomposiet is ongelooflijk sterk en wordt gevormd uit koolstofvezels. CCC's vertonen een uitzonderlijke sterkte, niet alleen bij kamertemperatuur, maar ook bij hoge temperaturen, waardoor ze een geschikte kandidaat zijn voor toepassing in veeleisende omgevingen.

• Thermische stabiliteit

Koolstof-koolstof composieten zijn bestand tegen extreem hoge temperaturen en worden niet broos. Daarom worden ze ook vaak gebruikt in toepassingen met ultrahoge hitte, waaronder defensie- en automobieltoepassingen.

• Corrosiebestendigheid

Koolstof-koolstof composieten hebben een goede corrosiebestendigheid. Ze roesten niet en breken niet af door chemicaliën of vocht, zoals metalen dat wel doen. Hierdoor zijn ze ideaal voor gebruik in extreme omgevingen waar traditionele materialen geen stand zouden houden.

Productie van koolstof-koolstofcomposieten

Eerst worden koolstofvezels geweven tot een stof of mat om koolstof-koolstofcomposieten te maken. Daarom worden deze vezels geïmpregneerd met een koolstofmatrix, meestal met behulp van een proces dat chemische dampinfiltratie (CVI) wordt genoemd. De vezels worden bijeengehouden door een matrix waardoor een vaste structuur ontstaat. Dit composiet wordt vervolgens verhit tot hoge temperaturen om de aeropropulsion eigenschappen te ontwikkelen.

Het is een productieproces dat veel maatwerk mogelijk maakt; het eindproduct kan worden geoptimaliseerd voor bepaalde toepassingen. Dit resulteert in een materiaal met een extreem hoge sterkte en laag gewicht met een uitstekende thermische signatuur.

Soorten koolstof-koolstof composieten

Vezelversterkte koolstofcomposieten

Het meest voorkomende type dat we maken is koolstofvezelversterkte composieten. Deze hebben een structuur van koolstofvezels binnen een koolstof-gebaseerde matrix. De vezels dragen bij aan sterkte en stijfheid, terwijl de matrix zorgt voor stabiliteit en duurzaamheid. Het resultaat van deze combinatie is dat vezelversterkte composieten zeer geschikt zijn voor pees- en hoogwaardige toepassingen.

Koolstof-koolstof composieten met keramische matrix

Bepaalde koolstof-koolstof composieten zijn versterkt met een keramische matrix. Het keramiek voegt weerstand tegen slijtage en thermische schokken toe. Dit maakt deze composieten nog stabieler en hittebestendiger, perfect voor gebruik in extreme omgevingen, zoals raketstraalpijpen of remschijven.

Koolstof-koolstof composiettoepassingen

• Ruimtevaartindustrie

Deze worden veel gebruikt in de ruimtevaart als koolstof-koolstofcomposieten. Ze zijn bestand tegen extreme temperaturen en bieden een aanzienlijke sterkte bij een laag gewicht, waardoor ze ideaal zijn voor gebruik in onderdelen van straalmotoren, remsystemen en hitteschilden.

Het koolstof-koolstof composietmateriaal dat wordt gebruikt als remblokken is licht in gewicht, heeft een lage wrijvingscoëfficiënt en heeft een hoog remvermogen bij hoge temperaturen.

Als constructiemateriaal voor vliegtuigen zijn ze sterk en corrosiebestendig en de romp zal niet vervormen of corroderen bij langdurig gebruik.

• Fotovoltaïsch

Koolstof-koolstofcomposietmaterialen kunnen worden gebruikt om siliciummaterialen te smelten in vacuümovens om hoogwaardige enkelvoudige kristallen te laten groeien. Het biedt een hoogwaardig thermisch veld voor het CZ eenkristalproces om de structurele integriteit van de enkel kristal.

• Militaire toepassingen

Op basis van het gebruik in het leger worden koolstof-koolstof composieten gebruikt in talloze toepassingen zoals raketonderdelen, pantserdoorborende projectielen en hitteschilden. Zelfs defensietechnologieën vereisen sensoren die kunnen werken in extreme omstandigheden van temperatuur en druk.