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高端前沿新材料
阅读次数:33 添加时间:2018/10/12 发布: 管理员
 

1.“黑色黄金”碳纤维

碳纤维比重不足钢的四分之一,强度却是钢的710倍,被称为新材料之王,也被称为黑色黄金。它重量轻、强度高、耐腐蚀,被广泛应用于航空航天、新能源汽车、体育器材等方面。

碳纤维成丝前是液态的,由液态变成丝是碳纤维生产最核心的环节。每根丝线,都要在长13米的氧化炉里来回往复地走上11次,经过的次数越多,氧化的程度越深。只有氧化均匀了,它的结构才能稳定,才能在后续碳化的时候结构不被破坏。经过氧化、高温碳化之后,碳纤维复合材料制作完成。从直径50微米的原丝瘦身为直径只有7微米的黑色丝线。100多项工序,300多项关键技术,3000多个工艺参数,反应温度从5度到2800度不等,经过十多个系统的集成,强度高、重量轻、耐高温、耐腐蚀的黑色黄金碳纤维制作完成。今天,中国能够生产T700T800T1000等不同强度的碳纤维材料,但产量还远远满足不了国内市场。

2. 高性能陶瓷球

这种陶瓷极为坚硬,仅次于金刚石,重量仅为钢的三分之一,是一种特殊的新材料,用在轴承里,不是传统钢制的,而是陶瓷制成的,

转速可以达到1分钟60万转,是普通轴承的30倍。

陶瓷球的原料,是由制作玻璃的硅砂、经过特殊工艺加工的氮化硅,具有一定的硬度。氮化硅粉经过喷雾造粒,进入磨具后才能制作成陶瓷球,大概直径在50微米到200微米的小球。它最关键的地方在雾化器和喷枪,决定了分体的颗粒大小,颗粒大小决定了流动性和松装密度。喷枪决定了颗粒的粒径大小,粒径尺寸的分布决定着陶瓷球的致密度,直接影响着陶瓷球的硬度、密度和使用寿命。

温度控制是决定氮化硅陶瓷的核心机密,在2000个大气压下,用1800度高温结出来氮化硅陶瓷球是目前世界上性能最好的热等静压陶瓷球,硬度接近金刚石。经过200小时不间断磨削,再经过几十小时的抛光,陶瓷球被打磨成表面粗糙度只有0.05微米。此时,陶瓷球的摩擦系数极小,摩擦阻力是普通钢球的五分之一,这正是陶瓷球自润滑、耐摩擦的秘密所在。2017年中国生产的热等静压陶瓷球达1000万颗,市场需求正在以每年120%的速度增长,预计到2020年市场需求将达到1亿颗,是现在的10倍。

来源:中国建材杂志



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