Нүүрстөрөгчийн шилэн доторх ертөнц рүү ороорой: Микро түвшинд бүтээгдсэн гайхамшингийн нууцыг илчил

Та нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүнийг авах үедээ зөвхөн гладкийн хар гадаргууг л харж магадгүй. Гэсэн хэдий ч эмзэглэгч доор энэ жигд микроскопийн ертөнцийг илчилдэг. Танкны жинийг даах, халуун галыг эсэргүүцэх чадвартай энэ гайхамшигт материал ямар гайхамшигтай гэдгийн шалтгаан нь түүний онцгой дотоод бүтцэд нуугдаж байдаг. Өнөөдөр бид энэ бичил ертөнц рүү орж, нүүрстөрөгчийн шилний бүтцийн кодыг тайлъя.

Нүүрстөрөгчийн атомын “нарийн бүтэц”

Нано түвшинд нүүрстөрөгчийн атом нь гайхамшигтай “атомын байрлалын дүр төрх”-ийг харуулдаг. Нүүрстөрөгчийн атомууд жигд зурагдсан зурган тор үүсгэдэг — эрдэмтэд графитийн давхаргууд гэж нэрлэдэг графитийн давхаргууд .

Эдгээр давхаргууд нь ширхэгийн урт чиглэлд тодорхой өнцгүүдэд эрэмбэлэгдсэн байдаг бөгөөд "мушгиа шат" шиг харагдана. Энэ байрлал нь карбоны ширхэгийн хүчийг тодорхойлдог: хүч үйлчлэх үед эрэмбэлэгдсэн нүүрстөрөгчийн атомууд стрессыг үр дүнтэй тарааж, орон нутгийн гэмтлийг саатуулдаг. Харин ердийн гангуудын харьцангуй эрэмбэгүй атомын бүтэц нь хамаагүй бага тэсвэртэй байдаг.

Графитийн давхаргуудын хоорондын холбоо мөн л гайхамшигтай юм. Давхаргын доторх нүүрстөрөгчийн атомууд хүчтэй ковалент холбоогоор холбогдсон байдаг бол давхаргуудыг сул ван дер Ваальсын хүчнүүд холбож байдаг. Энэ онцгой хослол нь карбоны ширхэгт томоохон сунгалтын хүчийг хадгалах, хэт их муруйлтанд ч хугарахаас татгалзах зэрэг уян хатан байдлыг олгодог.

Ширхэгээс Композит руу: Бүтцийн Хөгжил

Тусдаа карбоны ширхэгүүд маш нарийн (5–10 микрометр) бөгөөд шууд ашиглахад хэтэрхий мэдээжитэй. Ашиглалтад тохиромжтой болохын тулд тэдгээр нь бүтцийн хувьд хоёр чухал шатанд сайжруулалт хийлгэдэг:

Ширхэгийг Багцах : Мянга орчим нэгэн зэрэгцээ чичирхийлэл нэгтгэгдэж багц болдог. Стандарт 12K нүүрстөрөгчийн шилэн багц (12,000 чичирхийл агуулсан) диаметр нь зөвхөн 3 мм боловч 500 кг-ыг тэвчих чадвартай байдаг—нэг том хониныг өргөхөд хангалттай.

Нийлмэл Бат бөхжүүлэлт : Эдгээр багцуудыг смол, метал, эсвэл керамикийн хольцтой нийлүүлж нүүрстөрөгчийн шилэн нийлмэлийг үүсгэдэг. Хамгийн түгээмэл төрөл болох нүүрстөрөгчийн шилээр бат бөхжүүлсэн полимерт смол нь хамгаалах зууралтуур болон үйлчилж, шилэн утаснуудыг хооронд нь холбож, гадаад хүчийг хэсэгчилэн тус бүр дээр жигд тараана. Энэ хамтын ажиллагаа төмөрбетон шиг юм: нүүрстөрөгчийн шилэн утаснууд хүчийг хангаж, матрицын материал бүтцийг дүүргэж, тогтворжуулдаг.

Ялгаатай матрицын материалыг сонгох замаар (жишээ нь дулаан тэсвэртэй чанарын тулд керамик, дамжуулалтын тулд метал), нийлмэлийг далайн гүндээс эхлээд нисэх онгоцны хүртэлх хэт өндөр орчинд тохируулан хэрэглэх боломжтой.

Бүтцээс Үүдэлтэй Гүйцэтгэл: “Супер чадварууд”-ын Тайлбар

Нүүрстөрөгчийн шилний бүх гайхалтай шинж чанар нь түүний микробүтцээс үүдэлтэй:

Хөнгөн Жингийн Нууц : Микроскопийн хооронд нь зайтай шиг багц болсон нягт атомын бүтэц нь зөвхөн 1.7 г/см³-ийн нягттай байхад сталь (7.8 г/см³) эсвэл хөнгөн цагаан (2.7 г/см³)-аас хамаагүй бага байдаг.

Уур амьсгалд хангалттай : Нүүрстөрөгчийн хүчтэй ковалент холбоог задлахын тулд 3000°C-с дээш температур шаардлагатай бөгөөд энэ нь төмрийн хайлж эхлэх температур (1538°C)-ийг хамаагүй давуу. Хүчилтөрөгчгүй орчинд нүүрстөрөгчийн ширхэг 2500°C хүртэл тогтворжилтой үлддэг тул ракетын саваан дор гойд ашигладаг.

Хэт коррозид тэсвэртэй : Инерт графитийн бүтэц нь хүчил, шүлт болон идэвхжүүлэгч агентуудынхамт урвалд орохгүй бөгөөд ихэвчлэн дэгдэж эсвэл исэлдэх металлтай харьцуулахад илүү сайн ажилладаг.

Электр худалдаа : Электронууд графитийн давхаргууд дагуу чөлөөтэй хөдөлдөг тул цахилгаан дамжуулах чадвартай (~зэсийн 1/10) бөгөөд цахилгааны цэнэгийг зайлуулах зориулалтаар эсвэл тодорхой тохиолдолд металлын утсыг солих зориулалтаар ашигладаг.

Бүтцийг үнэлэх: Дээд үзүүлэлт рүү хүрэх зам

Өдгөө Батжуулахын эмч , бид нүүрстөрөгчийн ширхэгийн микробүтцийг дээд үзүүлэлттэй болгохын тулд жилүүдийн мэргэжлийн туршлагаа ашигладаг. Гол стратегиудад дараахь зүйлс орно:

Графитжилтийг сайжруулах : 2000–3000°C температурт шилжүүлэн боловсруулах нь графитийн давхаргын зохицлыг сайжруулж, хэмжээг нь ихэсгэж, хүч чадлыг болон хатуулагийг нэмэгдүүлдэг. Бидний бҮТЭЭГДЭХҮҮН япон улсын Т1100 ангилалтай (7000 МPа-ийн сунгалтын хүч чадал - 50 кг ачааг бага зүйл дээр тэвчих нимгэн ширхэг) тэргүүлэх материалуудтай өрсөлдөж байна.

Нарийвчлалын чиглэлийн хяналт : Үйлдвэрлэлийн явцад дааруулах хүчийг хэрэглэх нь графитийн давхаргууд болон ширхэгийн тэнхлэгийн хоорондох зохицлын өнцгийг багасгадаг (ихэвчлэн 10 градусаас доош) бөгөөд тэнхлэгийн хүч чадлыг хамгийн их байлгах боломжийг олгодог. Бидний маш өндөр модулын ширхэгүүд нь 900 ГПа-аас давах уян хатан байдлын модульд хүрч, цайрынхаас илүү 10 дахин их байдаг.

20 гаруй жилийн шинэчлэлттэй, манай өөрийн үйлдвэр (8000 м²), Германы Dornier залуурууд болон ур чадвар сайтай эрхэтэйчүүдийг ашиглан жигд дааруулалт, хийн пузыр үүсэхгүй байдал, тогтмол чанарыг хангаж байна. Дэлхий даяар 1 сая гаруй хэрэглэгчид намайг итгэдэг—тэдний бараг хагас нь давтан худалдан авагчид бөгөөд Бид Хятадын бэхжүүлэлтийн салбарын дээд 3-т ордог лидер компани юм.

Тэмцэлтэй үнэ, баталгаажсан найдвартай байдал болон олон төрлийн орчинд зориулсан онцгой шийдэл: ингэж л Батжуулахын эмч эерэг.

Нүүрстөрөгчийн шилэн даавуу хэрэгтэй юу? Төхөөрийн дэмжлэг, загварчлал болон захидалт төслүүдийн талаар одоо бидэнтэй холбогдоно уу.

Whatsapp：86 19121157199

Имэйл: [email protected]

Арматур Доктор: Итгэл үүсгэх инженерчлэл, нэг ч ширхэг волокны тусам.