Кремний карбидітығыз байланысқан кристалдық құрылымда орналасқан кремний мен көміртек атомдарынан тұратын синтетикалық керамика. Бұл бірегей атомдық орналасу оған керемет қасиеттер береді: ол гауһар сияқты қатты дерлік (Мох шкаласы бойынша 9,5), болаттан үш есе жеңіл және 1600 ° C-тан жоғары температураға төтеп бере алады. Сонымен қатар, оның жоғары жылу өткізгіштігі мен химиялық тұрақтылығы оны жоғары кернеулі орталар үшін өте қолайлы етеді.
Әскери қолданбалар: ұрыстағы өмірді қорғау
Ондаған жылдар бойы әскери күштер қорғаныс пен ұтқырлықты теңестіретін материалдарды іздеді. Дәстүрлі болат сауыт тиімді болғанымен, көліктер мен қызметкерлерге айтарлықтай салмақ қосады. Кремний карбиді керамика бұл дилемманы шешті. Полиэтилен немесе алюминий сияқты материалдармен қапталған композициялық қару-жарақ жүйелерінде пайдаланылған кезде SiC керамика оқтардың, сынықтар мен жарылғыш фрагменттердің энергиясын бұзып, таратады.
Заманауи әскери көліктер, бронь тақталары және тікұшақ орындықтары барған сайын SiC керамикалық панельдерді біріктіреді. Мысалы, АҚШ армиясының жаңа буын жауынгерлік дулығалары винтовкадан қорғанысты сақтай отырып, салмақты азайту үшін SiC негізіндегі композиттерді пайдаланады. Сол сияқты, брондалған көліктерге арналған жеңіл керамикалық бронь жинақтары қауіпсіздікті бұзбай ұтқырлықты жақсартады.
Азаматтық бейімделулер: ұрыс алаңынан тыс қауіпсіздік
SiC керамикасын соғыста баға жетпес ететін қасиеттер қазір азаматтық қорғау үшін қолданылуда. Өндіріс шығындары төмендеген сайын, салалар осы «супер керамика» шығармашылық жолдармен қолданады:
1. Автокөлік қару-жарағы: жоғары профильді басшылар, дипломаттар және VIP көліктер енді сән-салтанатты қауіпсіздікпен үйлестіре отырып, оққа төзімділік үшін құпиялы SiC керамикалық арматураланған панельдерді пайдаланады.
2. Аэроғарыш және жарыс: Формула 1 командалары мен ұшақ өндірушілері төтенше жылдамдықтағы қоқыстардың әсерінен қорғау үшін сыни құрамдас бөліктерге жұқа SiC керамикалық пластиналарды енгізеді.
3. Өнеркәсіптік қауіпсіздік: Қауіпті ортадағы жұмысшылар (мысалы, тау-кен, металл өңдеу) SiC керамикалық бөлшектерімен күшейтілген кесуге төзімді механизмдерді киеді.
4. Тұтыну электроникасы: Эксперименттік қолдануларға ультра төзімді смартфон қораптары мен электр көліктерінің батареяларына арналған ыстыққа төзімді қаптамалар жатады.
Ең кең таралған азаматтық қолдану керамикалық қорғаныс тақталарында жатыр. Бұл жеңіл панельдер енді мына жерлерде кездеседі:
- Құлаған қоқыстарды бұру үшін өрт сөндіру құралдары
- Соқтығысудан қорғауға арналған дрон корпустары
- Үйкеліске төзімді құрышы бар мотоциклге арналған костюмдер
- Банктер мен жоғары тәуекелді нысандар үшін қауіпсіздік экрандары
Қиындықтар мен болашақ перспективалар
Кремний карбидті керамика теңдесі жоқ артықшылықтарды ұсынса да, олардың сынғыштығы шектеу болып қала береді. Инженерлер мұны гибридті материалдарды әзірлеу арқылы шешуде, мысалы, икемділікті арттыру үшін SiC талшықтарын полимер матрицаларына енгізу. SiC құрамдастарының қосымша өндірісі (3D басып шығару) да тартымдылыққа ие болып, арнайы қорғаныс шешімдері үшін күрделі пішіндерді жасауға мүмкіндік береді.
Оқтарды тоқтатудан күнделікті өмірді қорғауға дейін кремний карбидті керамика әскери инновациялардың азаматтық құтқару құралдарына айналуы мүмкін екенін көрсетеді. Зерттеу жалғасуда, біз жақын арада жер сілкінісіне төзімді құрылыс материалдарында, өртке төзімді инфрақұрылымда немесе тіпті экстремалды спортқа арналған киілетін технологияда SiC негізіндегі құрыштарды көре аламыз. Қауіпсіздік талаптары барған сайын күрделене түсетін әлемде бұл ерекше керамика бір уақытта бір жеңіл, өте қатты қабат сияқты қиындықтарды жеңуге дайын.
Хабарлама уақыты: 20 наурыз-2025 ж