لماذا تحتاج إلى خدماتنا ، فأنت تعلم أنك تحصل على مهنيين مؤهلين تأهيلاً عالياً لديهم الخبرة والتجربة للتأكد من أن مشروعك يتم بشكل صحيح ويعمل بشكل صحيح.
مجال الطيران
تشير المواد الخزفية الخاصة عالية الأداء ، والتي تسمى أيضًا السيراميك المتقدم ، بشكل أساسي إلى مواد السيراميك ذات الخصائص الفريدة والممتازة ، والتي يتم تحضيرها من مركبات غير عضوية اصطناعية عالية النقاء باستخدام عمليات المواد الحديثة. لذلك ، يتم استخدام المادة لتحضير مركبات المصفوفة الخزفية (CMC) مع مزايا الكثافة المنخفضة ، ومقاومة الأكسدة بدرجة حرارة عالية ، ومقاومة التآكل ، ومعامل التمدد الحراري المنخفض ، والزحف المنخفض ، وما إلى ذلك. ولها مجموعة واسعة من التطبيقات في مجالات التكنولوجيا العالية مثل الطيران / الفضاء / الأسلحة / البحرية. من بينها ، تعتبر مركبات السيراميك القائمة على كربيد السيليكون أكثر المواد الخزفية الخاصة عالية الأداء التي تم بحثها بشكل مكثف وأفضلها تجاريًا.
الدوار التوربيني مع ريش مركب مصفوفة السيراميك
من أجل تحسين كفاءة الإخراج لمحركات الاحتراق ، ومحركات الفضاء ، ومكونات الطرف الساخن لتوربينات الغاز تحتاج إلى تحمل درجات حرارة عالية تصل إلى 600 ~ 1200 ℃ وتفاعل الضغوط المعقدة ، فإن متطلبات المواد متطلبة للغاية. بالمقارنة مع السبائك ذات درجة الحرارة العالية ، فإن كربيد السيليكون لا يتحمل درجات الحرارة العالية فحسب ، بل كثافته هي فقط 1/4 ~ 1/3 من السبائك ذات درجة الحرارة العالية ، مما يعني أنه يمكن تقليل وزن المحرك بشكل أكبر ، نفس حمولة الوقود يمكن زيادة مدى الطائرة وحمل القنبلة بشكل كبير.
على جانب الطلب ، مع وضع اللمسات الأخيرة على المحركات الهوائية ذات النسبة العالية من الدفع إلى الوزن ، والحاجة الملحة لتكنولوجيا المركبات الفضائية والتطور السريع ، أظهرت CMC ، كمواد من الجيل الجديد ، بالفعل إمكانات كبيرة للتطوير في التطبيقات العسكرية والمدنية . وفقًا لتوقعات MarketsandMarkets ، ستنمو السوق العالمية لمواد مصفوفة السيراميك بسرعة بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 9.65٪ خلال فترة العشر سنوات 2016-2026 ، لتصل إلى 7.51 مليار دولار بحلول عام 2026.
بدأت ألياف كربيد السيليكون الأجنبية في وقت مبكر ولديها احتياطيات تقنية قوية. نظرًا للحواجز التقنية العالية للغاية ، فإن الأسعار مرتفعة باستمرار ويتم حظر دخول الصين إليها باستمرار.
مركبات مصفوفة السيراميك
ما هي مادة مصفوفة السيراميك المركبة؟ إنه نوع من المواد المركبة مع السيراميك مثل المصفوفة والألياف المختلفة. يمكن أن تكون المصفوفة الخزفية عبارة عن سيراميك إنشائي عالي الحرارة مثل نيتريد السيليكون وكربيد السيليكون. تتميز هذه الخزفيات المتقدمة بخصائص ممتازة مثل مقاومة درجات الحرارة العالية ، والقوة والصلابة العالية ، والوزن الخفيف نسبيًا ، ومقاومة التآكل ، في حين أن الضعف المميت هو أنها هشة وتتشقق أو حتى تنكسر عندما تكون في حالة إجهاد تؤدي إلى فشل المواد. يعد استخدام الألياف المركبة عالية القوة وعالية المرونة مع المصفوفة طريقة فعالة لتحسين صلابة وموثوقية السيراميك. يعد استخدام مركب الألياف عالية القوة وعالية المرونة مع المصفوفة طريقة فعالة لتحسين صلابة وموثوقية السيراميك. يمكن للألياف منع تمدد الشقوق ، وبالتالي الحصول على مركبات مصفوفة سيراميك مقواة بالألياف ذات صلابة ممتازة.
تم استخدام مركبات المصفوفة الخزفية كفوهة لمحركات الصواريخ السائلة وأغطية هوائيات الصواريخ ومخاريط مقدمة مكوك الفضاء وأقراص مكابح الطائرات وأقراص مكابح السيارات عالية الجودة ، وما إلى ذلك ، لتصبح فرعًا مهمًا من المواد الجديدة للتكنولوجيا العالية.
نظرًا لأن مواد السيراميك تتميز بمقاومة تآكل ممتازة وصلابة عالية ومقاومة جيدة للتآكل ، فقد اكتسبت تطبيقات واسعة جدًا. ومع ذلك ، فإن أكبر عيب للسيراميك هو أنه هش وحساس للتشققات والمسامية ، وما إلى ذلك. منذ الثمانينيات ، أدت المركبات القائمة على السيراميك التي تم الحصول عليها عن طريق إضافة الجسيمات والشعيرات والألياف إلى مواد السيراميك إلى تحسين صلابة السيراميك بشكل كبير.
تم استخدام مركبات المصفوفة الخزفية ذات القوة العالية والمعامل العالي والكثافة المنخفضة ومقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل والتآكل والصلابة الجيدة في أدوات القطع عالية السرعة ومكونات محرك الاحتراق الداخلي. ومع ذلك ، فقد تأخر تطوير هذه المواد ولم يتم استغلال إمكاناتها بشكل أكبر. تركز الأبحاث على تطبيقها على المواد ذات درجة الحرارة العالية والمواد المقاومة للتآكل والتآكل ، مثل التوربينات المحسنة لمحركات الاحتراق الداخلي عالية الطاقة ، والمكونات الحرارية لمركبات الفضاء ، وبدلاً من المعادن لمحركات السيارات ، وحاويات البتروكيماويات ، ومعدات معالجة حرق النفايات ، إلخ.
عندما يتعلق الأمر بالسيراميك ، من الطبيعي أن يفكر الناس في صفة هشاشته. قبل عقد من الزمان أو نحو ذلك ، كان من المستحيل على أي شخص قبوله إذا تم استخدامه كجزء محمل في المجال الهندسي. حتى الآن عندما يتعلق الأمر بمركبات السيراميك ، قد لا يدرك بعض الناس أن السيراميك والمواد كانت في الأصل مادتين أساسيتين غير مرتبطين ، ولكن فقط منذ أن قام الناس بذكاء بدمج السيراميك والمعادن ، تغير مفهوم هذه المادة بشكل أساسي ، وهو مركبات مصفوفة سيرامايك.
مركبات المصفوفة الخزفية هي هيكلية جديدة واعدةالمواد في صناعة الطيران ، وخاصة في تطبيقات تصنيع المحركات الهوائية ، والتي تُظهر بشكل متزايد تفردها. بالإضافة إلى مزايا الوزن الخفيف والصلابة العالية ، تتمتع مركبات المصفوفة الخزفية أيضًا بمقاومة ممتازة للصلابة العالية ، كما تتمتع سماد مصفوفة السيراميك بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة المرتفعة ومقاومة التآكل في درجات الحرارة العالية. حاليًا ، تجاوزت مركبات المصفوفة الخزفية المواد المعدنية المقاومة للحرارة من حيث تحمل درجات الحرارة العالية ولديها خصائص ميكانيكية ممتازة واستقرار كيميائي ، مما يجعلها مادة ممتازة مثالية لمنطقة درجات الحرارة العالية لمحركات التوربينات عالية الأداء.
تركز البلدان في جميع أنحاء العالم على مواد السيراميك المقوى بنتريد السيليكون وكربيد السيليكون استجابة لمتطلبات المواد الخاصة بالجيل التالي من المحركات المتقدمة ، وقد تم إحراز تقدم كبير ، خاصة بالنسبة للتطبيقات في المحركات الهوائية الحديثة. على سبيل المثال ، محرك F120 لطائرة الاختبار الأمريكية ، وموانع التسرب التوربينية عالية الضغط ، وجزء من الأجزاء ذات درجة الحرارة العالية لغرفة الاحتراق ، مصنوعة من مواد خزفية. على سبيل المثال ، حجرة الاحتراق والفوهة في المحرك الفرنسي M88-2 مصنوعة أيضًا من مركبات أساسها السيراميك.
مركبات الكربون / الكربون
ما هو مركب الكربون / الكربون؟ إنها مادة مصفوفة كربونية مركبة معززة بألياف الكربون ونسيجها. تتميز بمزايا الكثافة المنخفضة (< 2.0 جم / سم مكعب) ، والقوة العالية ، والمعامل المحدد ، والتوصيل الحراري ، ومعامل التمدد المنخفض ، والأداء الجيد للاحتكاك ، فضلاً عن مقاومة الصدمات الحرارية الجيدة والاستقرار العالي للأبعاد ، خاصةً أنها واحدة من المواد البديلة القليلة المطبقة فوق 1650 ℃ ، وأعلى درجة حرارة نظرية أعلى من 2600 ℃ ، لذا فهي تعتبر واحدة من أكثر المواد الواعدة في درجات الحرارة العالية في العالم.
تتميز مركبات الكربون / الكربون بالعديد من الخصائص الممتازة لدرجات الحرارة العالية ، فهي تخضع للأكسدة في بيئة هوائية عند درجات حرارة أعلى من 400 درجة مئوية ، مما يؤدي إلى تدهور كبير في أداء المواد. لذلك ، يجب أن يكون لتطبيق مركبات الكربون / الكربون في بيئة هوائية عالية الحرارة مقياس حماية من الأكسدة. تتم حماية أكسدة مركبات الكربون / الكربون بشكل أساسي من خلال طريقتين ، أي في درجات الحرارة المنخفضة ، يمكن استخدام تعديل المصفوفة و passivaiton للمواقع النشطة على السطح لحماية مركبات الكربون / الكربون من الاتصال المباشر بالأكسجين لغرض حماية الأكسدة. الطريقة الأكثر استخدامًا حاليًا هي طريقة الطلاء ، مع استمرار تقدم التكنولوجيا ، هناك اعتماد متزايد على أداء درجات الحرارة العالية جدًا لمركبات الكربون / الكابورن ، ولا يمكن أن يكون الحل الوحيد الممكن لحماية الأكسدة في ظل ظروف درجات الحرارة العالية جدًا هو حماية الطلاء .
من الجدير بالذكر أن مركبات مصفوفة C / C هي واحدة من أكثر المواد الجديدة قيمة لمقاومة درجات الحرارة العالية في العالم في السنوات الأخيرة. نظرًا لأن المادة المركبة C / C فقط هي المادة الوحيدة التي يمكن تصنيعها كخلف لشفرات دوار التوربين مع نسبة دفع إلى وزن أعلى من 20 ودرجة حرارة مدخل المحرك تصل إلى 1930-2227 درجة مئوية. اعتادت أن تكون المادة المقاومة للحرارة العالية التي ركزت الولايات المتحدة على تطويرها في القرن الحادي والعشرين ، وخاصة الهدف الاستراتيجي الأعلى الذي سعت الدول الصناعية المتقدمة في جميع أنحاء العالم إلى تحقيقه.
إن ما يسمى بمركبات مصفوفة C / C عبارة عن مركبات أساسية من الكربون المقوى بألياف الكربون ، والتي تجمع بين انصهار الكربون والقوة العالية والصلابة العالية لألياف الكربون في واحد ، بحيث تظهر ضررًا غير قابل للكسر. نظرًا لأن مركب مصفوفة C / C له وزن خفيف وقوة عالية واستقرار حراري ممتاز وموصلية حرارية ممتازة ، فهو أكثر المواد المقاومة للحرارة العالية المثالية اليوم ، خاصة في بيئة درجات الحرارة العالية من 1000-1300 ℃ قوتها ليست فقط لا تنخفض ، ولكن يمكن أن تزيد. على وجه الخصوص ، لا يزال يحافظ على القوة والرياح في بيئة درجة حرارة الغرفة عندما تكون أقل من 1650 ℃. لذلك ، تتمتع مركبات مصفوفة C / C بإمكانية كبيرة جدًا للتطوير في صناعة تصنيع الفضاء الجوي.
من الجدير بالذكر أن إحدى المشاكل الرئيسية للمركبات القائمة على C / C في تطبيقات المحركات الهوائية هي ضعف مقاومة الأكسدة ، لذلك اتخذت الولايات المتحدة في السنوات الأخيرة سلسلة من الإجراءات العملية لحل هذه المشكلة وتطبيقها تدريجيًا على محركات جديدة. على سبيل المثال ، فوهة الذيل للمحرك F119 والفوهة وغرفة الاحتراق مصنوعة أيضًا من مواد مركبة تعتمد على C / C.
مجال التحمل الميكانيكي
تعتبر المحامل عنصرًا مهمًا للغاية في المعدات الميكانيكية وهي شائعة الاستخدام. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في دعم جسم الدوران الميكانيكي ، وتقليل معامل الاحتكاك عند الحركة ، وضمان دقة الدوران. دورها مشابه لدور المفاصل البشرية ، والمعروفة باسم "مفاصل الآلات" ، فهي روح كل يدور.الآلات ، لذلك تُعرف أيضًا باسم شريحة صناعة الآلات.
مادة نيتريد السيليكون عبارة عن بلور صناعي عالي القوة مع كثافة صغيرة وصلابة عالية ومقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل والعزل الكهربائي وعدم النفاذية وقوة الضغط العالية وخصائص التشحيم الذاتي الجيدة والعديد من النقاط الأخرى. محمل سيراميك هجين مصنوع من مزايا قوة الضغط العالية لمادة نيتريد السيليكون وقوة الانحناء العالية والمتانة الجيدة من سبائك الصلب ، ولديه سلسلة من المزايا مثل الوزن الخفيف والسرعة القصوى العالية وعزم الاحتكاك الصغير ودقة التشغيل الجيدة و عمر خدمة طويل عند درجة حرارة عالية مقارنة بمحامل كروية فولاذية عادية.
محامل كريات سيراميك نيتريد السيليكون هي محامل السيراميك المتطورة الأكثر بحثًا والأداء والأكثر استخدامًا في العالم. تكاد تكون محامل كريات السيراميك من نيتريد السيليكون مرادفًا لمحامل السيراميك. وفقًا لبيانات معهد Foresight Industrial Reserach ، فقد وصل حجم سوق الكرات الحاملة للسيراميك نيتريد السيليكون إلى 70.1 مليار يوان في عام 2020 ، ومن المتوقع أن يصل حجم السوق إلى 72.3 مليار يوان في عام 2021 ، بمتوسط معدل نمو سنوي مركب يبلغ 11.26٪ في السنوات الخمس المقبلة ، ومن المتوقع أن تصل إلى 110.8 نون مليون يوان في عام 2025 ، مع مركبات الطاقة الجديدة كنقطة نمو رئيسية.
على جانب العرض ، تشمل كبرى الشركات المصنعة العالمية لمجالات نيتريد السيليكون توشيبا ، تسوباكي ، ناكاشيما ، كورس تك ، AKS ، و IndustrialTectonicsInc ، والتي تمثل 45٪ من الحصة السوقية لكريات نيتريد السيليكون العالمية. تعد منطقة آسيا والمحيط الهادئ حاليًا أكبر سوق لمجالات نيتريد السيليكون بحصة سوقية تبلغ 48٪ ، تليها أوروبا وأمريكا الشمالية.
مجالات طاقة جديدة
جنبًا إلى جنب مع التطور السريع للتكنولوجيا الإلكترونية والطلب العالمي على مركبات الطاقة الجديدة ، تهيمن بطاريات الليثيوم أيون با على السوق في العديد من التطبيقات مع مزايا السعة العالية والوزن الخفيف والقابلة لإعادة الشحن والتفريغ الذاتي المنخفض. في الوقت الحاضر ، تعد الصين أكبر قاعدة إنتاج لبطاريات الليثيوم في العالم ، وإمكانات تطوير أسوار الليثيوم في الصين ضخمة. ومع ذلك ، لا تزال هناك مشاكل مع سلامة ودورة حياة بطاريات الليثيوم أيون ، مثل حدوث العديد من الاحتراق التلقائي للهاتف الخلوي ، وحرائق السيارات الكهربائية ، والانفجارات ، وغيرها من الحوادث لإطلاق جرس إنذار السلامة.
Sem والتخطيطي للهيكل من AlOOH السيراميك المركب الحجاب الحاجز
يتم اختيار مواد طلاء الحجاب الحاجز الخزفي بشكل عام من الألومينا والبوهيميت. تتكون بطارية الليثيوم أيون من أربعة أجزاء: قطب كهربائي (موجب وسالب) ، وعزل (غشاء) ، وإلكتروليت وصدفة ، والتي يعد الحجاب الحاجز أحد المكونات الداخلية الرئيسية ، والتي لا تتيح فقط دمج أيونات الليثيوم وتفكيكها. - مدمج بين الأقطاب الموجبة والسالبة لضمان أداء دورة البطارية ، ولكن أيضًا يجعل الأقطاب الموجبة والسالبة في عزلة أثناء هندسة العمل لضمان سلامة أداء البطارية. بالنسبة لأداء الدورة وأداء السلامة ، تهدف الشركات المصنعة المحلية والأجنبية للأغشية إلى الحجاب الحاجز الخزفي ، لأن مقاومة المذيبات العضوية للغشاء الخزفي ، والتوافق الجيد مع المنحل بالكهرباء ، ومعدل الامتصاص العالي ، وقوة الشد العالية ، وقوة الثقب العالية ، والانكماش الحراري المنخفض ، والكسر العالي للفيلم درجة الحرارة ، معدل الانكماش الحراري المنخفض.
وفقًا لبراءة اختراع BYD لفاصل بطارية الليثيوم "فاصل البطارية وطريقة تحضيرها" (CN201310750910.7) ، في ملاط الطلاء غير العضوي ، تبلغ نسبة كتلة الماء 76٪ ، ونسبة الكتلة لجزيئات طلاء السيراميك والمواد الصلبة والراتنج المواد 22٪ و 2٪ على التوالي. لذلك ، فإن جزيئات طلاء السيراميك التي يمثلها bomite هي أهم المواد الخام لمواد طلاء بطارية الليثيوم.
على جانب الطلب ، وفقًا لـ "الكتاب الأبيض حول صناعة فاصل بطارية ليثيوم أيون في الصين (2020)" الذي تم إصداره بالاشتراك مع معهد الأبحاث EVTank ومعهد Ivey للاقتصاد ، فإن شحنة مواد طلاء بطارية الليثيوم في الصين في عام 2019 تبلغ 15500 طن ، منها 14000 طن من مواد الطلاء غير العضوية ، وهو ما يمثل 90.32٪ ، ومواد الطلاء العضوية ، والمزيج العضوي وغير العضوي لمواد الطلاء يمثل أقل من 10٪ ، ومواد الطلاء غير العضوية لعموم مواد الطلاء في السوق. من المتوقع أن تصل كمية مواد الطلاء غير العضوية إلى 4.04 مليار متر مربع في عام 2025.
جانب العرض ، مع التوسع في مواد البورسلين الوطنية ، سيُظهر مجال طلاء السيراميك المحلي نمطين للمنافسة الكبيرة والصغيرة. في مجال مواد طلاء بطاريات الليثيوم ، وفقًا للإحصاءات ، في عام 2019 ، بطارية الليثيوم NabaltecAG الألمانية بشحنات Bumite تبلغ 0.48 مليون طن ، وهو ما يمثل 37٪ ، لتحتل المرتبة الأولى في العالم ، وتمرير حجر واحد لبطارية ليثيوم بشحنات Bumite بقيمة 0.47 مليون طن ، وهو ما يمثل 36 ٪ ، ويحتل المرتبة الثانية في العالم ،أول محلي.
مجال امتزاز عادم المركبات
في السنوات الأخيرة ، نظرًا لأن الحكومة الصينية تولي أهمية كبيرة لقضايا حماية البيئة ، فقد تم تحديث لوائح انبعاثات الديزل للخدمة الشاقة ، وأصبحت الحدود أكثر صرامة. يعتبر المعيار الوطني السادس القادم أحد أكثر معايير الانبعاث صرامة في العالم.
خزف قرص العسل عبارة عن مواد خزفية بها عدد كبير من ممرات قرص العسل الداخلية. يتميز السيراميك الخلوي بمزايا كثافة المسام العالية ومساحة السطح المحددة الكبيرة ؛ معامل منخفض للتمدد الحراري واستقرار حراري جيد ؛ مقاومة الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية ، مقاومة جيدة للتآكل ؛ خصائص ميكانيكية ممتازة خصائص مضادة للجراثيم ممتازة ، إلخ. وهي تستخدم بشكل أساسي كناقلات للأجهزة التحفيزية للمحفزات النشطة وعمليات تحميل الإضافات التحفيزية ، وهي أكثر ناقلات الحفاز شيوعًا لمحفزات معالجة غاز العادم.
لا يزال سوق سيراميك العسل المحلي محتكرًا من قبل الشركات الأجنبية ، ومجال الأعمال المحلية لديه مساحة واسعة لاستبدال الواردات.
مسحوق الألومينا عالي النقاء عبارة عن مسحوق أبيض صغير ، حجم جزيئات موحد ، سهل التشتت ، خصائص كيميائية مستقرة ، أداء انكماش معتدل في درجات الحرارة العالية ، مع أداء تلبيد جيد ؛ تستخدم على نطاق واسع في طلاء السيراميك بغاز عادم السيارات. عادةً ما يلزم ربط المكونات النشطة في محفزات عادم السيارات بالطلاء لضمان تشتت معين واستقرار حراري وقوة ميكانيكية. من بين الأنواع البلورية المختلفة من الألومينا ، تتمتع γ-Al2O3 بقدرة امتصاص قوية ومساحة كبيرة محددة ، وهي مادة الطلاء الرئيسية المستخدمة في الوقت الحاضر.
وفقًا للمعيار الوطني الستة ، سيتم استخدام DOC و DPF لمركبات الديزل لطلاء الألومينا ، ووفقًا لإحصاءات جمعية الخزف الخلوي ، يبلغ حجم الطلاء حوالي 20 ٪ من حجم السيراميك الخلوي ، والذي يمكن حسابه تستخدم في سيارات الديزل عند حوالي 120 جم / لتر. تشير التقديرات إلى أن الطلب المحلي على الألومينا سيصل إلى 11171 طنًا في عام 2022.
هذا المقال مأخوذ من iacechina.com
لماذا تحتاج إلى خدماتنا ، فأنت تعلم أنك تحصل على مهنيين مؤهلين تأهيلاً عالياً لديهم الخبرة والتجربة للتأكد من أن مشروعك يتم بشكل صحيح ويعمل بشكل صحيح.
إذا كنت ترغب في استشارة مجانية ، يرجى البدء في ملء الاستمارة:
تلقي معلومات البيع والأخبار والتحديثات في صندوق الوارد الخاص بك.