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比铁硬,比钢强的碳化硅导热陶瓷片

新闻来源: 发布日期:2016-06-17 18:03:11发布人:佳日丰小张

比铁硬,比钢强的碳化硅导热陶瓷片

  碳化硅导热陶瓷片作为一种新型的热结构材料,不但继承了碳化硅陶瓷的优异高温性能,而且具有类金属的断裂行为,既克服了陶瓷材料结构脆性差、可靠性低等致命弱点,同时与传统的高温合金相比具有不可比拟的优势,如密度更低(2~3g/cm3)、比强度和比模量更高,耐高温性和适应环境能力更强,已成为各国竞相研究的热点,不论是在军事防弹领域,还是在高推重比航空发动机热结构方面,或是在汽车新用途的开发应用上都引起了广泛的重视。

碳化硅导热陶瓷片应用领域图片

  一、碳化硅导热陶瓷片在军事领域

  如今为在现代化战争中取得胜利各国对于作战武器的杀伤性能做了很高程度的提升,防御方面必须也要突破常规进行改革来进行防护,矛变强了盾必须要跟得上。经过实践的检验普通的金属装甲既笨重且性能也满足不了防护要求,所以必须依靠新型非金属材料,作为无机材料中最能符合要求的碳化硅导热陶瓷材料理应发挥其自身高强度,高耐磨,抗热震并且防辐射等优势在现代化护甲中大显身手。通过微观增加其韧性、强度,宏观改变其组合方式制成制品等方式将其自身优势发挥到极致,然后装配到大到坦克、飞机的装甲,小到士兵、警察的个体防弹衣的插板,并且这样的护甲相对于如今的装甲重量轻,更好地提高了作战单位的机动性能。俗话说兵贵神速,装备上这样的护甲定会成为战场上的一大亮点。通过碳化硅导热陶瓷材料代替现在通用的钢板护甲,可以减少很多能源损耗,而且生产碳化硅导热陶瓷所造成的生产废气废料量比生产钢板的少的多,在节能减排方面定会得到各国的亲睐。

  目前,硬质防护板包括有防弹钢板、碳化硅导热陶瓷片(防弹陶瓷复合板)、超高分子量聚乙烯板三大类。在这几种材料中,超高分子量聚乙烯板最轻,但价格最高;防弹钢板价格最便宜但是但其重量最重,造成战争个体机动性降低;而碳化硅导热陶瓷片则显示出其良好的优越性,物美价廉。且对于速度更高的穿甲弹,单独采用防弹钢板和超高分子量聚乙烯板均达不到理想防护效果,更多的选用碳化硅导热陶瓷片。

  碳化硅导热陶瓷片的主要性能:

  1、碳化硅导热陶瓷片的硬度和韧性

  碳化硅的硬度相当高,莫氏刻痕硬度为9.2,克氏显微硬度为2200~2800kg/mm2(负荷100g)。所给范围之所以如此大,这是因为碳化硅晶体的硬度与其晶轴方向有关。碳化硅的热态硬度虽然随着温度的升高而下降, 碳化硅的抗压强度为224MPa,碳化硅的抗弯强度为15.5MPa。碳化硅颗粒的韧性,通常是用—定数量某种粒度碳化硅颗粒在定型模子中,施加规定压力之后未被压碎的颗粒所占百分率来反映的,它受颗粒形状等许多因素的影响。

  2、碳化硅导热陶瓷片的热学性质

  碳化硅是在高温下合成的,其制品也多是在高温下制备或者在高温下使用。如果只作较粗略计算时,碳化硅的平均热膨胀系数在25~1400℃范围内可以取4.4×10-6/℃。碳化硅的热膨胀系数测定结果表明:其量值与其他磨料及高温材料相比要小得多,如刚玉的热膨胀系数可高达(7~8)×10-6/℃。碳化硅的导热系数很高,这是碳化硅物理性能方面的另一个重要特点。它的导热系数比其他耐火材料及磨料要大的多,约为刚玉导热系数的4倍。所以,碳化硅所具有的低热膨胀系数和高导热系数,使其制品在加热及冷却过程中受到的热应力较小,这就是碳化硅导热陶瓷片抗热震性特别好的原因。

  二、碳化硅导热陶瓷片在航空领域

  虽然我国在碳化硅导热陶瓷片的研究方面起步相对较晚,但近年来通过国家项目的支持,目前国内相关高校和研究单位在航空发动机用碳化硅导热陶瓷片和构件制造技术方面已取得可喜的技术突破,形成了较为完备的CVI和PIP工程化制造技术体系。碳化硅导热陶瓷片既克服了陶瓷材料结构脆性差、可靠性低等致命弱点,同时与传统的高温合金相比具有不可比拟的优势,如密度更低(2~3g/cm3)、比强度和比模量更高,耐高温性和适应环境能力更强,已成为各国竞相研究的热点,尤其在高推重比航空发动机的高温部件、高温结构功能一体化部件,高马赫数水平起降空天往返飞行器热防护结构部件、功能部件、动力系统等领域的应用更是引起广泛的重视。碳化硅导热陶瓷材料不仅能使结构有效减重50%~70%,而且能够提高发动机的工作温度潜力400~500℃,可显著提高发动机的推重比。

  三、碳化硅导热陶瓷片推进了汽车上新用途的开发

  碳化硅导热陶瓷片与以往使用的氧化铝陶瓷片相比,强度是其三倍以上,能耐1000摄氏度以上高温,碳化硅导热陶瓷片推进了汽车上新用途的开发。例如:要将柴油机的燃耗费降低30%以上,可以说碳化硅导热陶瓷片是不可缺少的材料。现在汽油机中,燃烧能量中的78%左右是在热能和热传递中损失掉的,柴油机热效率为33%,与汽油机相比已十分优越,然而仍有60%以上的热能量损失掉。因此,为减少这部分损失,用隔热性能好的碳化硅导热陶瓷片进行隔热,进而用废气涡轮增压器和动力涡轮来回收排气能量,有试验证明,这样可把热效率提高到48%。同时,由于碳化硅导热陶瓷片的使用,柴油机瞬间快速起动将变得可能。采用碳化硅导热陶瓷片的涡轮增压器,它比当今超耐热合金具有更优越的耐热性,而比重却只有金属涡轮的约三分之一。因此,碳化硅导热陶瓷片涡轮可以补偿金属涡轮动态响应低的缺点。

  深圳佳日丰凭借10年的导热材料生产经验以及先进的生产技术,不断开拓创新为各企业推出一批又一批的高端导热产品,目前公司的碳化硅导热陶瓷片已远销国内外,成为行业的标杆企业。公司先后引进多台国外高端设备,碳化硅导热陶瓷片日产出高,性价比高,交期稳定。公司有丰富的行业经验,能及时有效的为客户提供散热方案,更直接的为客户服务,解决客户的产品热传导问题。

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