Ränikarbiidon sünteetiline keraamika, mis koosneb räni ja süsinikuaatomitest, mis on paigutatud tihedalt seotud kristallstruktuuriga. See ainulaadne aatomseade annab sellele tähelepanuväärseid omadusi: see on peaaegu sama raske kui Diamond (9,5 MOHS -i skaalal), kolm korda kergem kui terasest ja võimeline taluma temperatuuri üle 1600 ° C. Lisaks muudavad selle kõrge soojusjuhtivus ja keemiline stabiilsus selle ideaalseks kõrgpinge keskkonnas.
Sõjalised rakendused: lahingus olevad elud
Sõjaväed on aastakümneid otsinud materjale, mis tasakaalustavad kaitset ja liikuvust. Traditsiooniline terasrüü, kuigi see on efektiivne, lisab sõidukitele ja personalile märkimisväärset kaalu. Räni karbiidi keraamika lahendas selle dilemma. Komposiitoomussüsteemides kasutamisel - sageli kihitud selliste materjalidega nagu polüetüleeni või alumiiniumist -, on sic -keraamika silma paista kuulide, šrapneli ja plahvatusohtlike fragmentide häirimisel ja hajutamisel.
Kaasaegsed sõjaväe sõidukid, soomusplaadid ja helikopteriistmed sisaldavad üha enam SIC -keraamilisi paneele. Näiteks kasutavad USA armee järgmise põlvkonna lahingukiivrid kaalu vähendamiseks SIC-põhiseid komposiite, säilitades samal ajal kaitse vintpüsside eest. Sarnaselt parandavad soomustatud sõidukite kerged keraamilised soomuskomplektid liikuvust ilma ohutust kahjustamata.
Tsiviilelanikud: ohutus väljaspool lahinguvälja
Samu omadusi, mis muudavad SIC -keraamika sõjapidamises hindamatuks, rakendatakse nüüd tsiviilkaitse jaoks. Kuna tootmiskulud vähenevad, võtavad tööstused selle superkeraamilise loomingulisel viisil kasutusele:
1. Autotööstus: kõrgetasemelised juhid, diplomaadid ja VIP-sõidukid kasutavad nüüd diskreetseid SIC-keraamikaga tugevdatud paneele kuulide vastupidavuse tagamiseks, ühendades luksuse turvalisusega.
2. lennundus ja võidusõit: vormel -1. meeskonnad ja lennukitootjad manustasid õhukesi SIC -keraamilisi plaate kriitilistele komponentidele, et kaitsta prahi mõjude eest äärmuslikul kiirusel.
3. Tööstusohutus: töötajad ohtlikus keskkonnas (nt kaevandamine, metallitöötamine) kannavad SIC-keraamiliste osakestega tugevdatud lõikekindlat käiku.
4. tarbeelektroonika: eksperimentaalsed kasutusalad hõlmavad ultra-vastupidavaid nutitelefoni korpuseid ja kuumakindlaid korpuseid elektrisõidukite akude jaoks.
Kõige laialt levinud tsiviilrakendus seisneb aga keraamilistes kaitseplaatides. Need kerged paneelid on nüüd leitud:
- tuletõrjuja käik langeva prahi kõrvalekaldumiseks
- kokkupõrkekaitse droonkorpused
- Mootorrattaga ratsutamisülikobid hõõrdumiskindla soomusega
- Pankade ja kõrge riskiga rajatiste turvaekraanid
Väljakutsed ja tulevikuväljavaated
Kuigi räni karbiidi keraamika pakub võrreldamatuid eeliseid, on nende rabedus endiselt piirang. Insenerid tegelevad sellega, arendades hübriidmaterjale - näiteks SIC -kiudude kinnistamisel polümeermaatriksitesse -, et suurendada paindlikkust. SIC -komponentide lisaainete tootmine (3D -printimine) kogub ka veojõudu, võimaldades kohandatud kaitselahenduste keerulisi kujusid.
Alates kuulide peatamisest kuni igapäevaelu kaitsmiseni on räni karbiidi keraamika, kuidas sõjaline innovatsioon võib kujuneda tsiviilela päästevahenditeks. Uuringute jätkudes võime peagi näha SIC-põhist raudrüüt maavärinaresistentsetes ehitusmaterjalides, tulekahjude vastupidava infrastruktuuri või isegi ekstreemspordi jaoks kantavate tehnoloogiatena. Maailmas, kus ohutusnõuded muutuvad üha keerukamaks, on see erakordne keraamiline väljakutse vastu vastama-üks kerge, ülikerge kiht korraga.
Postiaeg: 20.-20. märts 2012