Почему вам нужны наши услуги, вы знаете, что получаете высококвалифицированных специалистов, обладающих знаниями и опытом, чтобы убедиться, что ваш проект выполнен должным образом и функционирует.
Аэрокосмическая область
Высококачественные специальные керамические материалы, также называемые передовой керамикой, в основном относятся к керамическим материалам с уникальными и превосходными свойствами, которые изготавливаются из синтетических неорганических соединений высокой чистоты с использованием современных процессов обработки материалов. Поэтому этот материал используется для изготовления композитов с керамической матрицей (CMC) с такими преимуществами, как низкая плотность, стойкость к высокотемпературному окислению, коррозионная стойкость, низкий коэффициент теплового расширения, низкая ползучесть и т. д. Он имеет широкий спектр применения в области высоких технологий, такие как авиация / аэрокосмическая промышленность / вооружение / морское дело. Среди них керамические композиты на основе карбида кремния являются наиболее интенсивно исследуемыми и коммерчески доступными высокоэффективными специальными керамическими материалами.
Ротор турбины с лопатками из композитного материала с керамической матрицей
Чтобы улучшить выходную эффективность двигателей внутреннего сгорания, аэрокосмических двигателей, компонентов горячего конца газовой турбины, которые должны выдерживать высокие температуры 600 ℃ ~ 1200 ℃ и взаимодействие сложных напряжений, требования к материалам очень высоки. По сравнению с жаропрочными сплавами, карбид кремния может не только выдерживать высокие температуры, его плотность составляет всего 1/4~1/3 от жаропрочных сплавов, что означает, что вес двигателя может быть дополнительно уменьшен, та же загрузка топлива , дальность полета самолета и бомбовую нагрузку можно значительно увеличить.
Что касается спроса, то с доработкой авиационных двигателей с высокой тяговооруженностью, острой потребностью в космических технологиях и быстрым развитием КМЦ, как материал нового поколения, уже продемонстрировал большой потенциал для развития в военных и гражданских применениях. . Согласно прогнозу MarketsandMarkets, мировой рынок композитов с керамической матрицей будет быстро расти со среднегодовым темпом роста 9,65% в течение 10-летнего периода с 2016 по 2026 год и достигнет 7,51 миллиарда долларов к 2026 году.
Зарубежные карбидокремниевые волокна появились раньше и имеют сильные технические резервы. Из-за чрезвычайно высоких технических барьеров цены неизменно высоки, и на них постоянно действует эмбарго для Китая.
Композиты с керамической матрицей
Что такое композитный материал с керамической матрицей? Это тип композитного материала с керамической матрицей и различными волокнами. Керамическая матрица может представлять собой высокотемпературную конструкционную керамику, такую как нитрид кремния и карбид кремния. Эта передовая керамика обладает превосходными свойствами, такими как устойчивость к высоким температурам, высокая прочность и жесткость, относительно легкий вес и коррозионная стойкость, в то время как фатальная слабость заключается в том, что они хрупкие и трескаются или даже ломаются в напряженном состоянии, что приводит к разрушению материала. Использование высокопрочного, высокоэластичного волокнистого композита с матрицей является эффективным способом повышения прочности и надежности керамики. Использование высокопрочного высокоэластичного волокнистого композита с матрицей является эффективным способом повышения прочности и надежности керамики. Волокна могут предотвратить расширение трещин, таким образом, получая композиты с керамической матрицей, армированные волокнами, с превосходной ударной вязкостью.
Композиты с керамической матрицей использовались в качестве сопел жидкостных ракетных двигателей, крышек антенн ракет, носовых обтекателей космических челноков, тормозных дисков самолетов и высококачественных автомобильных тормозных дисков и т. д., став важной отраслью новых материалов для высоких технологий.
Поскольку керамические материалы обладают отличной износостойкостью, высокой твердостью и хорошей коррозионной стойкостью, они получили очень широкое применение. Однако самым большим недостатком керамики является то, что она хрупкая и чувствительна к трещинам, пористости и т. д. С 1980-х годов композиты на основе керамики, полученные путем добавления частиц, нитевидных кристаллов и волокон в керамические материалы, значительно повысили ударную вязкость керамики.
Композиты с керамической матрицей с высокой прочностью, высоким модулем, низкой плотностью, высокой термостойкостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью, а также хорошей ударной вязкостью используются в высокоскоростных режущих инструментах и компонентах двигателей внутреннего сгорания. Однако разработка этих материалов запоздала, и их потенциал еще предстоит использовать. Исследования сосредоточены на их применении к высокотемпературным материалам и материалам, устойчивым к износу и коррозии, таким как усовершенствованные турбины для мощных двигателей внутреннего сгорания, тепловые компоненты для аэрокосмических транспортных средств, а также вместо металла для автомобильных двигателей, нефтехимических контейнеров, оборудования для сжигания отходов. , и т. д.
Когда дело доходит до керамики, люди, естественно, думают о ее свойстве хрупкости. Около десяти лет назад никто не смог бы принять его, если бы он использовался в качестве несущей детали в инженерной сфере. До сих пор, когда дело доходит до керамических композитов, некоторые люди могут не знать, что керамика и материалы изначально были двумя несвязанными основными материалами, но только после того, как люди умело объединили керамику и металлы, концепция этого материала коренным образом изменилась, что композиты с керамической матрицей.
Композиты с керамической матрицей являются многообещающим новым конструкционным материалом.материала в аэрокосмической промышленности, особенно в производстве авиационных двигателей, которые все больше демонстрируют свою уникальность. В дополнение к преимуществам легкого веса и высокой твердости, композиты с керамической матрицей также обладают отличной устойчивостью к высокой твердости, компосты с керамической матрицей также обладают отличной устойчивостью к высоким температурам и коррозионной стойкостью при высоких температурах. В настоящее время композиты с керамической матрицей превзошли металлические жаропрочные материалы с точки зрения устойчивости к высоким температурам и обладают превосходными механическими свойствами и химической стабильностью, что делает их идеальным материалом для высокотемпературной области высокопроизводительных газотурбинных двигателей.
Страны по всему миру сосредоточили свое внимание на керамических материалах, армированных нитридом кремния и карбидом кремния, в ответ на требования к материалам для усовершенствованных двигателей следующего поколения, и был достигнут значительный прогресс, особенно в области применения в современных авиационных двигателях. Например, двигатель F120 американского испытательного самолета, его уплотнения турбины высокого давления, часть высокотемпературных деталей камеры сгорания изготовлены из керамических материалов. Например, камера сгорания и сопло французского двигателя М88-2 также изготовлены из композитов на керамической основе.
Углерод/углеродные композиты
Что такое углерод/углеродный композит? Это композитный материал с углеродной матрицей, армированный углеродным волокном и его тканью. Он обладает такими преимуществами, как низкая плотность (<2,0 г/см³), высокая прочность, удельный модуль и теплопроводность, низкий коэффициент расширения, хорошие характеристики трения, а также хорошая стойкость к тепловому удару и высокая размерная стабильность. несколько альтернативных материалов, применяемых при температуре выше 1650 ℃, а самая высокая теоретическая температура даже выше 2600 ℃, поэтому он считается одним из самых многообещающих высокотемпературных материалов в мире.
Хотя углерод/углеродные композиты обладают многими превосходными высокотемпературными свойствами, они подвергаются окислению в аэробной среде при температурах выше 400 ℃, что приводит к резкому ухудшению характеристик материала. Следовательно, применение углерод/углеродных композитов в высокотемпературной аэробной среде должно иметь меры защиты от окисления. Защита от окисления углерод/углеродных композитов в основном осуществляется двумя способами, то есть при более низких температурах можно использовать модификацию матрицы и пассивирование поверхностно-активных центров для защиты углерод/углеродных композитов от прямого контакта с кислородом с целью защиты от окисления. В настоящее время наиболее часто используемым методом является метод покрытия, поскольку технология продолжает развиваться, все больше полагаются на характеристики сверхвысоких температур композитов углерод/каборн, и единственным возможным решением защиты от окисления в условиях сверхвысоких температур может быть только защита покрытия. .
Стоит отметить, что матричные композиты C/C в последние годы являются одними из самых ценных новых материалов для более высокой термостойкости в мире. Потому что только С/С композиционный материал считается единственным материалом, который может быть изготовлен в качестве преемника лопаток ротора турбины с тяговооруженностью более 20 и температурой на входе в двигатель до 1930-2227℃. Раньше это был материал, устойчивый к высоким температурам, на разработке которого Соединенные Штаты сосредоточились в 21 веке, особенно на высшей стратегической цели, к которой стремились передовые промышленные страны во всем мире.
Так называемые матричные композиты C/C представляют собой углеродные базовые композиты, армированные углеродным волокном, которые сочетают плавкость углерода с высокой прочностью и высокой жесткостью углеродного волокна в одном, так что они демонстрируют нехрупкое повреждение. Поскольку матричный композит C/C имеет легкий вес, высокую прочность, превосходную термическую стабильность и отличную теплопроводность, на сегодняшний день он является наиболее идеальным материалом, устойчивым к высоким температурам, особенно в условиях высоких температур 1000-1300 ℃, его прочность не только не уменьшаются, но могут увеличиваться. В частности, он по-прежнему сохраняет прочность и ветреность при комнатной температуре, когда она ниже 1650 ℃. Таким образом, матричные композиты C/C имеют очень большой потенциал для развития в аэрокосмической промышленности.
Стоит отметить, что одной из основных проблем композитов на основе C/C в авиационных двигателях является низкая стойкость к окислению, поэтому в последние годы в США был предпринят ряд технологических мер для решения этой проблемы и постепенного применения к новые двигатели. Например, хвостовое сопло двигателя F119, сопло и камера сгорания также изготовлены из композиционных материалов на основе C/C.
Механическое подшипниковое поле
Подшипники являются чрезвычайно важным компонентом механического оборудования и очень широко используются. Его основная функция заключается в поддержке механического вращающегося тела, уменьшении его коэффициента трения при движении и обеспечении точности вращения. Его роль аналогична роли человеческих суставов, известных как «суставы машин», это душа всех вращающихсямашины, поэтому он также известен как чип машиностроения.
Материал нитрида кремния представляет собой высокопрочный искусственный кристалл с малой плотностью, высокой твердостью, высокой термостойкостью, коррозионной стойкостью, электроизоляцией, непроницаемостью, высокой прочностью на сжатие, хорошими самосмазывающимися свойствами и многими другими свойствами. Гибридный керамический подшипник изготовлен из преимуществ высокой прочности на сжатие материала нитрида кремния и высокой прочности на изгиб и хорошей ударной вязкости легированной стали, и имеет ряд преимуществ, таких как легкий вес, высокая предельная скорость, небольшой момент трения, хорошая точность вращения и длительный срок службы при высоких температурах по сравнению с обычными стальными шарикоподшипниками.
Керамические шарикоподшипники из нитрида кремния являются наиболее изученными, высокопроизводительными и наиболее широко используемыми высокотехнологичными керамическими подшипниками в мире. Керамические шарикоподшипники из нитрида кремния почти синонимичны керамическим подшипникам. Согласно данным Института промышленных исследований Foresight, объем розничного рынка шариковых подшипников из нитрида кремния и керамических подшипников достиг 70,1 млрд юаней в 2020 году, ожидается, что объем рынка достигнет 72,3 млрд юаней в 2021 году, при этом среднегодовой темп роста составит 11,26%. в ближайшие пять лет и, как ожидается, достигнет 110,8 млн юаней в 2025 году, при этом основной точкой роста станут автомобили на новых источниках энергии.
Что касается предложения, основными мировыми производителями сфер из нитрида кремния являются Toshiba, Tsubaki, Nakashima, CoorsTek, AKS и IndustrialTectonicsInc, на долю которых приходится 45% доли мирового рынка сфер из нитрида кремния. Азиатско-Тихоокеанский регион в настоящее время является крупнейшим рынком для сфер из нитрида кремния с долей рынка 48%, за которым следуют Европа и Северная Америка.
Новые энергетические поля
Наряду с быстрым развитием электронных технологий и глобальным спросом на автомобили с новой энергией, литий-ионные батареи доминируют на рынке во многих областях применения благодаря преимуществам высокой емкости, легкого веса, возможности перезарядки и низкого саморазряда. В настоящее время Китай является крупнейшей в мире производственной базой литиевых батарей, потенциал развития китайских литиевых батарей огромен. Тем не менее, по-прежнему существуют проблемы с безопасностью и сроком службы литий-ионных аккумуляторов, такие как самовозгорание многочисленных мобильных телефонов, пожары электромобилей, взрывы и другие несчастные случаи, вызывающие тревогу безопасности.
Семенная и структурная схема керамической композитной диафрагмы AlOOH
Материалы покрытия керамической диафрагмы обычно выбирают из глинозема и бемита. Литий-ионная батарея состоит из четырех частей: электрода (положительного и отрицательного), изолята (диафрагмы), электролита и оболочки, из которых диафрагма является одним из ключевых внутренних компонентов, что не только позволяет ионам лития внедряться и деформироваться. - встраивается между положительным и отрицательным электродами для обеспечения циклической работы батареи, а также делает положительные и отрицательные электроды изолированными во время инженерных работ, чтобы обеспечить безопасность работы батареи. Из соображений производительности цикла и безопасности отечественные и зарубежные производители диафрагм нацелены на керамическую диафрагму, поскольку керамическая диафрагма устойчива к органическим растворителям, хорошая совместимость с электролитом, высокая скорость поглощения, высокая прочность на растяжение, высокая прочность на прокол, низкая термическая усадка, высокий разрыв пленки температура, низкая скорость термической усадки.
Согласно патенту BYD на изобретение сепаратора литиевой батареи «Сепаратор батареи и способ его приготовления» (CN201310750910.7), в суспензии неорганического покрытия массовое соотношение воды составляет 76%, а массовое соотношение твердых частиц керамического покрытия и смолы материалы составляют 22% и 2% соответственно. Следовательно, частицы керамического покрытия, представленные бомитом, являются наиболее важным сырьем для материалов покрытия литиевых аккумуляторов.
Что касается спроса, согласно «Белой книге по производству сепараторов литий-ионных аккумуляторов в Китае (2020 г.)», опубликованной совместно исследовательским институтом EVTank и Институтом экономики Айви, отгрузка материалов для покрытия литиевых аккумуляторов в Китае в 2019 году составляет 15 500 тонн. из которых отгружено 14 000 тонн неорганических материалов для покрытий, что составляет 90,32%, органические материалы для покрытий, органические и неорганические комбинации материалов для покрытий составляют менее 10%, неорганические материалы для покрытий являются основным рынком материалов для покрытий. Ожидается, что к 2025 году количество неорганических материалов покрытия достигнет 4,04 млрд квадратных метров.
Со стороны предложения, с расширением национальных фарфоровых материалов, отечественное поле керамического покрытия покажет две большие и малые модели конкуренции. В области материалов для покрытия литиевых батарей, согласно статистике, в 2019 году немецкая литиевая батарея NabaltecAG с поставками бумита 0,48 млн тонн, что составляет 37%, занимает первое место в мире, литиевая батарея One Stone проходит с поставками бумита 0,47 млн. тонн, что составляет 36%, занимая второе место в мире,первый отечественный.
Поле адсорбции выхлопных газов транспортных средств
В последние годы, поскольку китайское правительство придает большое значение вопросам защиты окружающей среды, нормы выбросов большегрузных дизельных двигателей были модернизированы, и ограничения становятся все более и более строгими. Предстоящий национальный стандарт VI считается одним из самых строгих стандартов выбросов в мире.
Сотовая керамика представляет собой керамические материалы с большим количеством внутренних сотовых каналов. Ячеистая керамика имеет преимущества высокой плотности пор и большой удельной поверхности; низкий коэффициент теплового расширения и хорошая термическая стабильность; кислото- и щелочестойкость и органические растворители, хорошая коррозионная стойкость; отличные механические свойства; превосходные антибактериальные свойства и т. д. Они в основном используются в качестве носителей каталитических устройств для операций загрузки активных катализаторов и каталитических добавок и являются наиболее распространенными носителями катализаторов для катализаторов обработки выхлопных газов.
Отечественный рынок сотовой керамики по-прежнему монополизирован иностранными предприятиями, а отечественная сфера бизнеса имеет широкие возможности для импортозамещения.
Порошок глинозема высокой чистоты представляет собой белый микропорошок с однородным размером частиц, легко диспергируемым, стабильными химическими свойствами, умеренной высокотемпературной усадкой, с хорошими характеристиками спекания; широко используется в керамическом покрытии автомобильных выхлопных газов. Активные компоненты автомобильных выхлопных катализаторов обычно необходимо прикреплять к покрытию для обеспечения определенной дисперсии, термической стабильности и механической прочности. Среди различных кристаллических типов оксида алюминия γ-Al2O3 обладает высокой адсорбционной способностью и большой удельной поверхностью и является основным материалом покрытия, используемым в настоящее время.
В соответствии с национальным шести стандартом DOC и DPF дизельных транспортных средств будут использоваться для покрытия из оксида алюминия, и, согласно статистике Ассоциации сотовой керамики, объем покрытия составляет около 20% от объема ячеистой керамики, что можно рассчитать. использоваться в дизельных транспортных средствах при расходе около 120 г/л. По оценкам, внутренний спрос на глинозем достигнет 11 171 тонны в 2022 году.
Эта статья взята с iacechina.com
Почему вам нужны наши услуги, вы знаете, что получаете высококвалифицированных специалистов, обладающих знаниями и опытом, чтобы убедиться, что ваш проект выполнен должным образом и функционирует.
если вы хотите получить бесплатную консультацию, пожалуйста, начните заполнять форму:
Получайте информацию о распродажах, новости и обновления на свой почтовый ящик.