Сакрэт зялёнага парашка карбіду крэмнію для паляпшэння характарыстык кампазітных матэрыялаў
Тыя, хто працаваў з кампазітнымі матэрыяламі, ведаюць, што складаней спалучыць перавагі розных матэрыялаў у добрай страве, чым узгадніць адносіны паміж свякрухай і нявесткай. Але з моманту з'яўленнязялёны парашок карбіду крэмнію, «чароўная прыправа», круг кампазітных матэрыялаў непасрэдна ўключыў «рэжым адкрыцця». Сёння давайце прыадкрыем гэтую таямнічую заслону і паглядзім, як гэтая куча зялёнага парашка можа зрабіць паслухмянымі такіх ганарлівых майстроў, як вугляроднае валакно і кераміка.
1. Адораны «шасцікутны воін»
Зялёны парашок карбіду крэмнію нарадзіўся як «парашок мары» сярод кампазітных матэрыялаў. Цвёрдасць па шкале Мооса складае 9,5, што толькі крыху горш, чым у алмаза. Завод па вытворчасці тармазных калодак у правінцыі Гуандун зрабіў параўнанне. Кампазітны матэрыял, змяшаны з 20% зялёнага карбіду крэмнію, мае індэкс зносаўстойлівасці, які ў 3 разы вышэйшы, чым у традыцыйных матэрыялаў. Дырэктар майстэрні Лао Хуан дакрануўся да ўзору і прамармытаў: «З такой цвёрдасцю нават не застанецца слядоў пасля паўгадзіннага церця наждачнай паперай!»
Цеплаправоднасць яшчэ больш абуральная. Шаньдунскі навукова-даследчы інстытут вымераў дадзеныя і выявіў, што цеплаправоднасць кампазітных матэрыялаў на аснове алюмінію, якія змяшчаюць 15% зялёнага карбіду крэмнію, рэзка ўзрасла да 220 Вт/(м·К), што на 30% вышэй, чым у чыстага алюмінію. Тэхнік Сяо Лю ўтаропіўся на цеплавізар і ўсклікнуў: «Такую эфектыўнасць цеплааддачы можна параўнаць з устаноўкай сістэмы вадзянога астуджэння на працэсар!»
Хімічная стабільнасць яшчэ больш унікальная. Падчас выпрабаванняў матэрыялу абліцоўкі хімічнага трубаправода ў Нінбо зялёны кампазітны матэрыял з карбіду крэмнію быў замочаны ў канцэнтраванай сернай кіслаце на працягу паўгода, і хуткасць страты вагі склала менш за 0,3%. Інспектар па якасці Лао Ван падняў узор і пахваліўся: «Нават алхімічная печ Тайшанг Лаоцзюнь павінна вытрымаць цыгарэту з такой устойлівасцю да карозіі!»
2. «Чароўны момант» кампазітнага працэсу
Тэхналогія дысперсіі зараз вельмі добрая. Кампанія ў правінцыі Цзянсу распрацавала камбінацыю «ультрагуку + шаровага млына», якая дазваляе размеркаваць мікрапарашок больш раўнамерна, чым жамчужыны ў малочным чаі. Майстар Лао Лі падняў фотаздымак з электроннага мікраскопа і пахваліўся: «Паглядзіце на гэтую шчыльнасць размеркавання, мурашы заблудзяцца, калі ўзлезуць наверх!»
Чорная тэхналогія спалучэння інтэрфейсаў яшчэ больш жорсткая. Наназлучальны агент, распрацаваны ў лабараторыі ў Шанхаі, павялічыў трываласць злучэння паміж мікрапарашком і матрыцай да 150 МПа. Кіраўнік праекта падняў акуляры і сказаў: «Апошні раз, калі мы праводзілі выпрабаванне на зрух, прыстасаванне дэфармавалася, але кампазітны матэрыял не расслаіўся!»
3. «Яскравая сцэна» рэальных баявых выпрабаванняў
Аэракасмічная прамысловасць ужо даўно вар'яцее. Лапаткі турбін аднаго з заводаў авіяцыйных рухавікоў у Чэнду выкарыстоўваюцьзялёны карбід крэмніюдля ўзмацнення кампазітных матэрыялаў на аснове керамікі, а тэмпературная ўстойлівасць дасягае 1600℃. Выпрабавальнік Лао Чжан зірнуў на прыборную панэль і слініўся: «З такой прадукцыйнасцю рэактыўныя рухавікі павінны клікаць тату!»
Яшчэ больш захапляльным з'яўляецца кранштэйны акумулятара для аўтамабіляў на новых крыніцах энергіі. Кампазітны кранштэйн з вугляроднага валакна вытворцы ў Ніндэ пасля змешвання з зялёным карбідам крэмнію мае ўдзельную трываласць у 8 разоў большую, чым у сталі. Падчас выпрабаванняў на сутыкненне інжынер па бяспецы Лао Лі паляпаў па дзвярах аўтамабіля і засмяяўся: «Цяпер гэты кузаў аўтамабіля выглядае так, быццам на ім тры пласты бронекамізэлек!»
Сфера радыятараў для базавых станцый 5G проста вар'яцкая. Кампазітны радыятар на аснове алюмінію аднаго з вытворцаў у Ханчжоу мае каэфіцыент цеплавога пашырэння, які складае 4,8×10⁻⁶/℃. Тэхнічны дырэктар, паказаўшы на дадзеныя цеплавых цыклічных выпрабаванняў, пахваліўся: «Тэмпературу можна рэгуляваць ад -50℃ да 200℃, і змена памеру больш сур'ёзная, чым у Virgo!»
4. «Доўгатэрміновасць» у разліку выдаткаў
Не зважайце на высокую цану за адзінкузялёны мікрапарашок карбіду крэмнію, гэта, безумоўна, прыбыткова, калі падлічыць агульную суму. Машынабудаўнічы завод у Чунцыне падлічыў: хоць кошт сыравіны павялічыўся на 25%, тэрмін службы прадукцыі павялічыўся ў чатыры разы, а выдаткаў на абслугоўванне, зэканомленых за тры гады, дастаткова, каб пабудаваць новую майстэрню. Фінансістка пастукала па калькулятары і засмяялася: «Гэты бізнес больш прыбытковы, чым ліхвярства!»
Паляпшэнне эфектыўнасці вытворчасці выклікае яшчэ большую таемную радасць. Згодна з рэальнымі вымярэннямі аўтаматызаванай вытворчай лініі ў Цяньцзіні, час зацвярдзення кампазітных матэрыялаў скараціўся на 40%. Дырэктар цэха ўтаропіўся ў вялікі экран і пляснуў нагамі: «Цяпер вытворчыя магутнасці падобныя на ракету, і кліенты не панікуюць, калі настойваюць на замове!»
Сённяшні зялёны мікрапарашок карбіду крэмнію больш не з'яўляецца канцэптуальным прадуктам у лабараторыі. Ад касмічных караблёў, якія ляцяць у небе, да транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі, якія ездзяць па зямлі, ад чыпаў для мабільных тэлефонаў памерам з далонь да лапатак ветравых турбін даўжынёй 100 метраў — ён паўсюль. Ветэраны галіны кажуць, што гэтая рэч прабіла дзірку ў столі прадукцыйнасці кампазітных матэрыялаў. На маю думку, гэта не простае абнаўленне матэрыялу, а «ўдар у руку» для сучаснай прамысловасці. Калі гэтая тэндэнцыя захаваецца, магчыма, што аднойчы нашым апрацоўчым дошкам давядзецца выкарыстоўваць гэтую чорную тэхналогію — бо хто не хоча, каб яго кухоннае начынне было на тым жа ўзроўні, што і аэракасмічныя матэрыялы?