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 المواد الخزفية 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 في درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، ومعامل التمدد الحراري المنخفض، والزحف المنخفض، وما إلى ذلك. ولديها 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 بحثًا بشكل مكثف وأفضلها تجاريًا.
دوار توربيني مزود بشفرات مركبة من مادة السيراميك
من أجل تحسين كفاءة إنتاج محركات الاحتراق، ومحركات الطيران، والمكونات الساخنة لتوربينات الغاز، تحتاج إلى تحمل درجات الحرارة العالية التي تتراوح بين 600 درجة مئوية إلى 1200 درجة مئوية وتفاعل الضغوط المعقدة، فإن متطلبات المواد مطلوبة للغاية. بالمقارنة مع السبائك ذات درجة الحرارة العالية، لا يتحمل كربيد السيليكون درجة الحرارة العالية فحسب، بل تبلغ كثافته 1/4 ~ 1/3 فقط من السبائك ذات درجة الحرارة العالية، مما يعني أنه يمكن تقليل وزن المحرك بشكل أكبر، نفس حمل الوقود يمكن زيادة مدى الطائرة وحمولة القنبلة بشكل كبير.
على جانب الطلب، مع الانتهاء من المحركات الهوائية ذات نسبة الدفع إلى الوزن العالية، والحاجة الملحة لتكنولوجيا المركبات الفضائية والتطور السريع، أظهرت CMC، باعتبارها مادة جيل جديد، بالفعل إمكانات كبيرة للتطوير في التطبيقات العسكرية والمدنية. . وفقًا لتوقعات MarketsandMarkets، سينمو سوق المواد المركبة الخزفية العالمية بسرعة بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 9.65٪ خلال فترة العشر سنوات 2016-2026، ليصل إلى 7.51 مليار دولار بحلول عام 2026.
بدأت ألياف كربيد السيليكون الأجنبية في وقت مبكر ولديها احتياطيات فنية قوية. ونظرًا للحواجز التقنية العالية للغاية، فإن الأسعار مرتفعة باستمرار ويتم حظرها باستمرار على الصين.
مركبات مصفوفة السيراميك
ما هي المواد المركبة مصفوفة السيراميك؟ وهو نوع من المواد المركبة مع السيراميك مثل المصفوفة والألياف المختلفة. يمكن أن تكون المصفوفة الخزفية عبارة عن سيراميك هيكلي عالي الحرارة مثل نيتريد السيليكون وكربيد السيليكون. تتمتع هذه السيراميك المتقدم بخصائص ممتازة مثل مقاومة درجات الحرارة العالية، والقوة والصلابة العالية، والوزن الخفيف نسبيًا، ومقاومة التآكل، في حين أن الضعف القاتل هو أنها هشة وسوف تتشقق أو حتى تنكسر عندما تكون في حالة إجهاد تؤدي إلى فشل المواد. يعد استخدام ألياف مركبة عالية القوة وعالية المرونة مع المصفوفة طريقة فعالة لتحسين صلابة وموثوقية السيراميك. يعد استخدام ألياف مركبة عالية القوة والمرونة مع المصفوفة طريقة فعالة لتحسين صلابة وموثوقية السيراميك. يمكن للألياف أن تمنع تمدد الشقوق، وبالتالي الحصول على مركبات مصفوفة خزفية معززة بالألياف ذات صلابة ممتازة.
تم استخدام مركبات المصفوفة الخزفية كفوهات محركات الصواريخ السائلة، وأغطية هوائيات الصواريخ، ومخاريط مقدمة مكوك الفضاء، وأقراص مكابح الطائرات، وأقراص مكابح السيارات عالية الجودة، وما إلى ذلك، لتصبح فرعًا مهمًا للمواد الجديدة للتكنولوجيا العالية.
نظرًا لأن المواد الخزفية تتمتع بمقاومة تآكل ممتازة، وصلابة عالية ومقاومة جيدة للتآكل، فقد اكتسبت تطبيقًا واسعًا جدًا. ومع ذلك، فإن أكبر عيب للسيراميك هو أنه هش وحساس للشقوق والمسامية، وما إلى ذلك. منذ الثمانينيات، أدت المركبات ذات الأساس الخزفي، التي يتم الحصول عليها عن طريق إضافة الجزيئات والشعيرات والألياف إلى المواد الخزفية، 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 والمتانة الجيدة في أدوات القطع عالية السرعة ومكونات محرك الاحتراق الداخلي. ومع ذلك، فإن تطوير هذه المواد تأخر ولم يتم بعد استغلال إمكاناتها بشكل أكبر. تركز الأبحاث على تطبيقها على المواد ذات درجة الحرارة المرتفعة والمواد المقاومة للتآكل والتآكل، مثل التوربينات المعززة لمحركات الاحتراق الداخلي عالية الطاقة، والمكونات الحرارية للمركبات الفضائية، وبدلاً من المعدن لمحركات المركبات، وحاويات البتروكيماويات، ومعدات معالجة حرق النفايات. ، إلخ.
عندما يتعلق الأمر بالسيراميك، يفكر الناس بشكل طبيعي في خصائصه الهشة. قبل عقد من الزمان أو نحو ذلك، كان من المستحيل على أي شخص أن يقبلها إذا تم استخدامها كجزء حامل في المجال الهندسي. حتى الآن عندما يتعلق الأمر بمركبات السيراميك، قد لا يكون بعض الناس على دراية بأن السيراميك والمواد كانت في الأصل مادتين أساسيتين غير مرتبطتين، ولكن منذ أن قام الناس بدمج السيراميك والمعادن بذكاء تغير مفهوم هذه المادة بشكل أساسي، وهو مركبات المصفوفة الخزفية.
تعتبر مركبات المصفوفة الخزفية مادة هيكلية جديدة واعدة في صناعة الطيران، وخاصة في تطبيقات تصنيع محركات الطائرات، والتي تظهر تفردها بشكل متزايد. بالإضافة إلى مزايا الوزن الخفيف والصلابة العالية، تتمتع مركبات المصفوفة الخزفية أيضًا بمقاومة ممتازة للصلابة العالية، كما تتمتع مركبات المصفوفة الخزفية أيضًا بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة المرتفعة ومقاومة التآكل عند درجات الحرارة العالية. في الوقت الحالي، تفوقت مركبات المصفوفة الخزفية على المواد المعدنية المقاومة للحرارة من حيث تحمل درجات الحرارة العالية ولها خصائص ميكانيكية ممتازة وثبات كيميائي، مما يجعلها مادة ممتازة مثالية لمنطقة درجات الحرارة المرتفعة للمحركات التوربينية عالية الأداء.
تركز البلدان في جميع أنحاء العالم على مواد السيراميك المعززة من نيتريد السيليكون وكربيد السيليكون استجابة للمتطلبات المادية للجيل القادم من المحركات المتقدمة، وقد تم إحراز تقدم كبير، خاصة بالنسبة للتطبيقات في المحركات الهوائية الحديثة. على سبيل المثال، محرك F120 الخاص بالطائرة الأمريكية التي تثبت كفاءتها، وأختام التوربينات ذات الضغط العالي، وهي جزء من الأجزاء ذات درجة الحرارة العالية في غرفة الاحتراق، مصنوعة من مواد سيراميكية. على سبيل المثال، تم تصنيع غرفة الاحتراق والفوهة للمحرك الفرنسي M88-2 أيضًا من مركبات ذات أساس سيراميكي.
مركبات الكربون/الكربون
ما هو مركب الكربون/الكربون؟ وهي عبارة عن مادة مركبة من مصفوفة الكربون معززة بألياف الكربون ونسيجها. إنها تتميز بمزايا الكثافة المنخفضة (أقل من 2.0 جم / سم مكعب) والقوة العالية والمعامل النوعي والتوصيل الحراري ومعامل التمدد المنخفض وأداء الاحتكاك الجيد بالإضافة إلى مقاومة جيدة للصدمات الحرارية واستقرار الأبعاد العالي، خاصة أنها واحدة من المواد البديلة القليلة المطبقة فوق 1650 درجة مئوية، وأعلى درجة حرارة نظرية أعلى من 2600 درجة مئوية، لذلك تعتبر واحدة من أكثر المواد الواعدة ذات درجة الحرارة العالية في العالم.
على الرغم من أن مركبات الكربون/الكربون تتمتع بالعديد من الخصائص الممتازة لدرجات الحرارة العالية، إلا أنها تخضع للأكسدة في بيئة هوائية عند درجات حرارة أعلى من 400 درجة مئوية، مما يؤدي إلى تدهور كبير في أداء المادة. ولذلك، فإن تطبيق مركبات الكربون/الكربون في البيئة الهوائية ذات درجة الحرارة العالية يجب أن يكون له إجراء حماية من الأكسدة. تتم حماية أكسدة مركبات الكربون/الكربون بشكل أساسي من خلال طريقتين، أي في درجات حرارة منخفضة، يمكن تعديل المصفوفة وتخميل المواقع النشطة السطحية لحماية مركبات الكربون/الكربون من التلامس المباشر مع الأكسجين لغرض حماية الأكسدة. الطريقة الأكثر استخدامًا حاليًا هي طريقة الطلاء، ومع استمرار التقدم التكنولوجي، هناك اعتماد متزايد على أداء درجات الحرارة العالية جدًا لمركبات الكربون/الكابورن، والحل الوحيد الممكن للحماية من الأكسدة في ظل ظروف درجة الحرارة العالية للغاية لا يمكن إلا أن يكون حماية الطلاء .
ومن الجدير بالذكر أن مركبات مصفوفة C/C هي واحدة من أكثر المواد الجديدة قيمة لمقاومة درجات الحرارة العالية في العالم في السنوات الأخيرة. لأن المادة المركبة C/C فقط تعتبر المادة الوحيدة التي يمكن تصنيعها كخليفة لشفرات الدوار التوربيني مع نسبة دفع إلى وزن أعلى من 20 ودرجة حرارة مدخل المحرك تصل إلى 1930-2227 درجة مئوية. لقد كانت المادة المقاومة لدرجات الحرارة العالية التي ركزت الولايات المتحدة على تطويرها في القرن الحادي والعشرين، وخاصة الهدف الاستراتيجي الأعلى الذي تسعى الدول الصناعية المتقدمة في جميع أنحاء العالم إلى تحقيقه.
إن ما يسمى بمركبات المصفوفة C/C عبارة عن مركبات أساسية من الكربون المقوى بألياف الكربون، والتي تجمع بين قابلية انصهار الكربون والقوة العالية والصلابة العالية لألياف الكربون في منتج واحد، بحيث تظهر ضررًا غير هشًا. نظرًا لأن مركب مصفوفة C/C يتميز بخفة الوزن والقوة العالية والثبات الحراري الفائق والتوصيل الحراري الممتاز، فهو المادة الأكثر مثالية لمقاومة درجات الحرارة العالية اليوم، خاصة في بيئة درجة الحرارة العالية التي تتراوح بين 1000-1300 درجة مئوية، كما أن قوتها لا تقتصر على ذلك فقط. انخفاض، ولكن يمكن أن تزيد. على وجه الخصوص، فإنه لا يزال يحافظ على القوة والرياح في بيئة درجة حرارة الغرفة عندما تكون أقل من 1650 درجة مئوية. ولذلك، فإن مركبات مصفوفة C/C لديها إمكانات كبيرة جدًا للتطوير في صناعة تصنيع الطيران.
ومن الجدير بالذكر أن إحدى المشكلات الرئيسية للمركبات المعتمدة على C/C في تطبيقات محركات الطائرات 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، الفوهة الخلفية 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 مهمتها الرئيسية في دعم الجسم الدوار الميكانيكي، وتقليل معامل الاحتكاك عند الحركة، وضمان دقة الدوران. يشبه دورها دور المفاصل البشرية، والمعروفة باسم "مفاصل الآلات"، فهي روح جميع الآلات الدوارة، لذلك تُعرف أيضًا باسم شريحة صناعة الآلات.
مادة نيتريد السيليكون عبارة عن بلورة صناعية عالية القوة ذات 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. إن محمل السيراميك الهجين مصنوع من مزايا قوة الضغط العالية لمادة نيتريد السيليكون وقوة الانحناء العالية والمتانة الجيدة لسبائك الفولاذ، وله سلسلة من المزايا مثل الوزن الخفيف والسرعة القصوى العالية وعزم دوران الاحتكاك الصغير ودقة التشغيل الجيدة و عمر خدمة طويل عند درجة حرارة عالية مقارنة بالمحامل الكروية الفولاذية العادية.
تعتبر المحامل الكروية الخزفية من نيتريد السيليكون هي المحامل الخزفية المتطورة الأكثر بحثًا والأعلى أداءً والأكثر استخدامًا على مستوى العالم. تعتبر محامل الكرات الخزفية من نيتريد السيليكون مرادفة تقريبًا للمحامل الخزفية. وفقًا لبيانات معهد Foresight Industrial Reserach، تظهر أن حجم البيع بالتجزئة لسوق الكرات الخزفية من نيتريد السيليكون وصل 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 يصل إلى 110.8 مليار يوان في عام 2025، مع اعتبار سيارات الطاقة الجديدة نقطة النمو الرئيسية.
ومن ناحية العرض، تشمل الشركات المصنعة العالمية الكبرى لمجالات نيتريد السيليكون شركة Toshiba، وTsubaki، وNakashima، وCoorsTek، وAKS، وIndustrialTectonicsInc، والتي تمثل 45٪ من حصة السوق العالمية لمجالات نيتريد السيليكون. تعد منطقة آسيا والمحيط الهادئ حاليًا أكبر سوق لكرات نيتريد السيليكون بحصة سوقية تبلغ 48٪، تليها أوروبا وأمريكا الشمالية.
مجالات الطاقة الجديدة
إلى جانب التطور السريع للتكنولوجيا الإلكترونية والطلب العالمي على مركبات الطاقة الجديدة، تهيمن بطاريات الليثيوم أيون على السوق في العديد من التطبيقات مع مزايا السعة العالية، وخفة الوزن، والقابلة لإعادة الشحن، وانخفاض التفريغ الذاتي. في الوقت الحاضر، تعد الصين أكبر قاعدة لإنتاج بطاريات الليثيوم في العالم، وإمكانات تطوير بطاريات الليثيوم الصينية ضخمة. ومع ذلك، لا تزال هناك مشاكل تتعلق بالسلامة ودورة حياة بطاريات الليثيوم أيون، مثل حدوث العديد من حالات الاحتراق التلقائي للهواتف المحمولة، وحرائق السيارات الكهربائية، والانفجارات وغيرها من الحوادث التي تطلق ناقوس الخطر بشأن السلامة.
Sem والهيكل التخطيطي للحجاب الحاجز المركب الخزفي AlOOH
يتم اختيار مواد طلاء الحجاب الحاجز الخزفية بشكل عام من الألومينا والبوهميت. تتكون بطارية الليثيوم أيون من أربعة أجزاء: القطب الكهربائي (الموجب والسالب)، والمعزول (الحجاب الحاجز)، والكهارل والقشرة، حيث يعد الحجاب الحاجز أحد المكونات الداخلية الرئيسية، والذي لا يتيح فقط دمج أيونات الليثيوم وتفكيكها. - مدمج بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة لضمان أداء دورة البطارية، ولكنه أيضًا يجعل الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة معزولة أثناء هندسة العمل لضمان أداء سلامة البطارية. بالنسبة لأداء الدورة واعتبارات أداء السلامة، يهدف مصنعو الحجاب الحاجز المحليون والأجانب إلى الحجاب الحاجز الخزفي، لأن الحجاب الحاجز الخزفي مقاوم للمذيبات العضوية، والتوافق الجيد مع المنحل بالكهرباء، ومعدل الامتصاص العالي، وقوة الشد العالية، وقوة الثقب العالية، والانكماش الحراري المنخفض، وكسر الفيلم العالي درجة الحرارة، وانخفاض معدل الانكماش الحراري.
وفقًا لبراءة اختراع فاصل بطارية الليثيوم الخاصة بـ BYD "فاصل البطارية وطريقة تحضيره" (CN201310750910.7)، في ملاط الطلاء غير العضوي، تبلغ نسبة كتلة الماء 76٪، ونسبة الكتلة لجزيئات طلاء السيراميك الصلبة والراتنج المواد هي 22% و 2% على التوالي. ولذلك، فإن جزيئات طلاء السيراميك التي يمثلها البوميت هي المواد الخام الأكثر أهمية لمواد طلاء بطارية الليثيوم.
على جانب الطلب، وفقًا لـ "الورقة البيضاء حول صناعة فاصل بطاريات الليثيوم أيون الصينية (2020)" الصادرة بالاشتراك مع معهد الأبحاث EVTank ومعهد آيفي للاقتصاد، بلغت شحنة مواد طلاء بطارية الليثيوم في الصين في عام 2019 15500 طن، منها 14000 طن من مواد الطلاء غير العضوية يتم شحنها، وهو ما يمثل 90.32٪، ومواد الطلاء العضوية، والتركيبة العضوية وغير العضوية من مواد الطلاء تمثل أقل من 10٪، ومواد الطلاء غير العضوية لتيار مواد الطلاء في السوق. ومن المتوقع أن تصل كمية مواد الطلاء غير العضوية إلى 4.04 مليار متر مربع في عام 2025.
جانب العرض، مع التوسع في مواد الخزف الوطنية، سيظهر مجال طلاء السيراميك المحلي نمطين منافسين كبير وصغير. في مجال مواد طلاء بطاريات الليثيوم، وفقًا للإحصاءات، في عام 2019، احتلت بطارية الليثيوم NabaltecAG الألمانية بشحنات Bumite 0.48 مليون طن، ما يمثل 37٪، المرتبة الأولى في العالم، بطارية الليثيوم One Stone تمر بشحنات Bumite 0.47 مليون طن، وهو ما يمثل 36٪، لتحتل المرتبة الثانية في العالم، والأول المحلي.
مجال امتزاز عادم السيارة
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 واحدًا من أكثر معايير الانبعاثات صرامة في العالم.
سيراميك قرص العسل عبارة عن مواد خزفية تحتوي على عدد كبير من الممرات الداخلية على شكل قرص العسل. يتمتع السيراميك الخلوي بمزايا كثافة المسام العالية ومساحة السطح المحددة الكبيرة؛ معامل منخفض للتمدد الحراري واستقرار حراري جيد؛ مقاومة الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية، ومقاومة جيدة للتآكل؛ خصائص ميكانيكية ممتازة خصائص ممتازة مضادة للبكتيريا، وما إلى ذلك. وهي تستخدم بشكل أساسي كحاملات للأجهزة الحفزية للمحفزات النشطة وعمليات تحميل الإضافات الحفزية، وهي ناقلات المحفزات الأكثر شيوعًا لمحفزات معالجة غاز العادم.
لا تزال الشركات الأجنبية تحتكر سوق سيراميك قرص العسل المحلي، كما أن مجال الأعمال المحلية لديه مساحة واسعة لاستبدال الواردات.
مسحوق الألومينا عالي النقاء هو مسحوق صغير أبيض، حجم جسيم موحد، سهل التفريق، خواص كيميائية مستقرة، أداء انكماش معتدل في درجات الحرارة العالية، مع أداء تلبيد جيد؛ تستخدم على نطاق واسع في طلاء السيراميك غاز عادم السيارات. عادةً ما تحتاج المكونات النشطة في محفزات عوادم السيارات إلى أن يتم ربطها بالطلاء لضمان تشتت معين وثبات حراري وقوة ميكانيكية. من بين الأنواع البلورية المختلفة للألومينا، يتمتع γ-Al2O3 بقدرة امتصاص قوية ومساحة سطح محددة كبيرة، وهو مادة الطلاء الرئيسية المستخدمة في الوقت الحاضر.
بموجب المعيار الوطني الستة، سيتم استخدام DOC وDPF لمركبات الديزل لطلاء الألومينا، ووفقًا لإحصائيات جمعية السيراميك الخلوي، يبلغ حجم الطلاء حوالي 20٪ من حجم السيراميك الخلوي، والذي يمكن حسابه يمكن استخدامه في مركبات الديزل بحوالي 120 جم/لتر. ومن المتوقع أن يصل الطلب المحلي على الألومينا إلى 11.171 طنًا في عام 2022.
هذه المقالة مأخوذة 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:
