¿Qué son los compuestos carbono-cerámicos?

A medida que aumenta la demanda en el campo de la fabricación de equipos de vanguardia, los compuestos cerámicos de carbono se consideran cada vez más materiales prometedores para la próxima generación de sistemas de fricción de alto rendimiento y componentes estructurales de alta temperatura. Entonces, ¿qué son los compuestos carbono-cerámicos? Básicamente, los compuestos carbono-cerámica son la estructura compuesta multifásica de carbono-cerámica que está formada porcarbono siliciofases cerámicas en la matriz de carbono reforzada con fibra de carbono mediante deposición química de vapor o sinterización por reacción en fase líquida.

Este material compuesto conserva la baja densidad, la resistencia a altas temperaturas y la resistencia al choque térmico de los materiales de carbono, al tiempo que aborda las debilidades de los materiales de carbono puro, como la débil resistencia a la oxidación y la insuficiente resistencia al desgaste. Por lo tanto, presenta una vida útil más larga y un rendimiento más estable en condiciones de trabajo extremas, como fricción a alta temperatura, carga elevada y ciclos de funcionamiento de alta frecuencia.

Ventajas de los composites carbono-cerámica

1.Rendimiento mecánico superior por su alta resistencia, alta tenacidad y alto módulo elástico.

2.Excelente resistencia a altas temperaturas, resistencia al choque térmico y resistencia a la oxidación.

3.Rendimiento liviano, la densidad de los compuestos cerámicos de carbono es de alrededor de 1,8-2,2 g/cm³.

4.Propiedades de fricción estables incluso en condiciones húmedas, su coeficiente de fricción es de aproximadamente 0,30-0,45.

5.Excelente resistencia a la corrosión de ácidos, álcalis, sales y otras sustancias químicas.

Aplicación de compuestos carbono-cerámicos.

Durante mucho tiempo, la aplicación de materiales cerámicos de carbono se ha concentrado principalmente en escenarios de alta gama, como los sistemas de frenos aeroespaciales y de carreras. Su alto precio, sus complejos procesos de fabricación y su limitada capacidad de producción les han dificultado penetrar en el mercado industrial de mayor escala. Sin embargo, con la mejora continua de las capacidades nacionales de fabricación de alta gama y control de costos, este material está pasando del laboratorio al campo industrial y se usa ampliamente en equipos de transporte, nuevas energías, semiconductores y otros campos industriales.

1. En comparación con los discos de freno metálicos tradicionales, los materiales cerámicos de carbono tienen un peso significativamente reducido con la misma resistencia, al tiempo que poseen una mayor capacidad calorífica y una mejor resistencia al desvanecimiento térmico. Aún pueden mantener un coeficiente de fricción estable en condiciones de frenado a alta velocidad y arranques y paradas frecuentes. Este efecto superpuesto de ligereza y alta fiabilidad hace quecdiscos de freno cerámicos de carbonouna opción ideal para los sistemas de tránsito ferroviario y el mercado automotriz que buscan la conservación de energía, la reducción del consumo y la seguridad operativa.

2. En el proceso de extracción y tratamiento térmico de cristales fotovoltaicos, los componentes estructurales del campo térmico deben operar en entornos de alta temperatura durante mucho tiempo, lo que tiene requisitos extremadamente altos de resistencia a altas temperaturas, resistencia al choque térmico y estabilidad dimensional. Aunque los materiales de grafito tradicionales tienen una cierta capacidad de resistencia a la temperatura, tienen cuellos de botella en cuanto a resistencia mecánica y resistencia a la oxidación a altas temperaturas. Los materiales cerámicos de carbono, con su mejor rendimiento, extienden la vida útil de los equipos, reducen la frecuencia de reemplazo y se han convertido gradualmente en la dirección de actualización para los equipos de campo térmico de alta gama.

3. El campo de los semiconductores es otro mercado típico con altas barreras. Se requiere una gran cantidad de componentes estructurales y materiales de contenedores de alta pureza, resistentes a altas temperaturas y baja contaminación en los enlaces del crecimiento de cristales, epitaxia y tratamiento térmico a alta temperatura. Los compuestos cerámicos de carbono tienen ventajas únicas en cuanto a estabilidad térmica y resistencia mecánica, y pueden usarse paracrisolesy componentes relacionados de alta temperatura.