碳陶复合材料是一种以热解碳、碳化硅等为基体,以较高的强度碳纤维的三维毡体或编织体作为增强骨架的多相复合材料,具备较高的强度、高硬度、耐冲击、抗氧化、耐高温、耐酸碱等特性,同时热膨胀系数小、比重轻、耐磨损,但目前在建筑工业中的应用并不广,以下是一些潜在的应用领域:一、结构构件。①梁和柱:碳陶复合材料的较高的强度和轻质特性使其可以用于制造建筑中的梁和柱等结构构件,能够减轻结构重量,同时提供足够的强度和稳定性,尤其适用于大跨度建筑或对重量有严格限制的建筑。②屋架和网架:在一些大型体育场馆、展览馆等建筑中,屋架和网架结构需要具备较高的强度和刚度,碳陶复合材料可以满足这些要求,并且可以实现复杂的造型设计。通过特定的制备技术,能精确控制碳陶复合材料中碳和陶的比例,以满足不同的应用需求。北京碳陶复合材料
碳陶复合材料在半导体领域有以下应用:半导体设备部件。①高温部件:在半导体器件的生产过程中,如扩散炉、退火炉等热处理设备需要高温环境。碳陶复合材料具有耐高温、热膨胀系数小的特点,可用于制造这些设备的加热元件、隔热部件等,能够承受高温并保持稳定性能,减少热损失,提高设备的效率和稳定性②承载部件:半导体制造中,需要承载晶圆等半导体材料进行各种工艺处理。碳陶复合材料制成的承载托盘、夹具等,具有较高的强度、高硬度和良好的耐磨性,能够精确地定位和固定晶圆,确保工艺过程的准确性和重复性。同时,其表面光洁度高,不易产生颗粒污染,有助于提高半导体器件的良品率。③气体分配部件:在化学气相沉积(CVD)等工艺中,需要精确控制气体的流量和方向。碳陶复合材料具有良好的耐腐蚀性和气体密封性,可用于制造气体分配盘、气体喷嘴等部件,能够确保气体均匀地分布在反应腔室内,提高薄膜沉积的质量和均匀性。上海陶瓷碳陶复合材料销售电话预计未来几年,碳陶复合材料在新能源汽车市场的渗透率将大幅提升。
碳陶复合材料在汽车工业中主要有以下应用:制动系统。①刹车盘:碳陶刹车盘是碳陶复合材料在汽车领域主要的应用之一。相较于传统的铸铁刹车盘,碳陶刹车盘具有轻量化、耐高温、制动性能好、使用寿命长等优点。例如,北摩高科的汽车碳陶盘,一对 380mm 的碳陶刹车盘重量为 12kg,而一对 380mm 灰铸铁制动盘为 32kg,使用碳陶盘后,悬挂以下减少的 20kg 重量,相当于悬挂系统以上减少 100kg 重量效果,不仅提升了车辆的操控性能,还能在一定程度上降低能耗,提高续航里程。同时,碳陶刹车盘能够承受至少 1650°C 的高温,在高温环境中依然能保持优异的制动稳定性,可有效防止制动能力因高热而衰减的情况发生,刹车距离相比传统刹车盘能够缩短 30%。②刹车片:碳陶复合材料制成的刹车片也具有良好的性能。其摩擦系数稳定,制动过程柔和,能够提供可靠的制动效果,并且在使用过程中不会划伤制动盘,还能产生碳膜,使制动盘表面更加平整,增大摩擦面,从而进一步提高制动性能。
碳陶复合材料在医疗器械领域有着广泛的应用,以下是一些具体的方面:一、手术器械。碳陶复合材料的较高的强度和锋利性,可制造出更加耐用、精细的手术刀具。这些刀具在手术过程中能够更轻松地切割组织,减少组织损伤,提高手术的精确性和安全性。钳子和镊子:碳陶复合材料制成的钳子和镊子具有轻质、较高的强度的特点,不仅能减轻医生的操作负担,还能提供更好的操作灵活性和准确性,便于在手术中进行精细的操作。二、医疗设备部件。①医疗床板:在CT诊断中,采用碳陶复合材料制作的床板表面光洁平整,X射线透过率高,允许射线以任何倾斜角度照射在床板上,而不产生折射和投射射线方面的较大偏差。同时,使用较少的材料就能达到设计结构强度和刚度,减轻了床板的重量。②影像设备部件:碳陶复合材料的低密度和高刚性使其成为制造医疗影像设备(如CT机、MRI机等)关键部件的理想材料。这些部件能够减少设备整体重量,提高稳定性和成像质量,为患者提供更加精细的诊断服务。碳陶复合材料市场的竞争日益激烈,企业需要不断创新以提高竞争力。
碳陶复合材料在冶金行业有以下应用:金属加工工具。①模具:在金属铸造、锻造等加工过程中,碳陶复合材料模具具有高硬度、高耐磨性、良好的热稳定性和脱模性能,能够提高模具的使用寿命和加工精度,降低生产成本。②刀具:碳陶复合材料刀具具有高硬度、高耐磨性、良好的切削性能和热稳定性,可用于金属切削加工,能够提高切削效率和加工质量,延长刀具的使用寿命。③高温气体过滤:在冶金行业的高温气体净化过程中,碳陶复合材料可制成高效的高温气体过滤元件。它能承受高温气体的冲刷,具有良好的过滤精度和透气性,可有效去除气体中的粉尘、杂质等,提高气体质量,减少对环境的污染。碳陶复合材料在重量上明显轻于铸铁材料,同时具备更高的强度。上海陶瓷碳陶复合材料销售电话
工业生产中的高温炉窑使用碳陶复合材料的内衬,可延长设备的使用寿命。北京碳陶复合材料
碳陶复合材料在航空航天领域有广泛的应用,例如:航天器。①热防护系统:航天器在进入大气层时会面临高温摩擦的考验,需要使用热防护材料来保护航天器的结构和设备。碳陶复合材料具有良好的耐高温性能、抗烧蚀性能和热稳定性,是一种理想的热防护材料。例如,碳纤维增强碳化硅陶瓷瓦可以反复经受 1700℃的高温,并具有很强的抗冲击性和耐化学性,可用于航天器的热防护系统。②卫星反射镜:卫星反射镜需要具有高的精度、稳定性和抗热变形能力。碳陶复合材料具有低的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性,可用于制造卫星反射镜,提高反射镜的精度和稳定性,从而提高卫星的观测和通信能力。③火箭发动机部件:火箭发动机在工作时会产生高温、高压的燃气,需要使用耐高温、抗烧蚀的材料来制造发动机的部件。碳陶复合材料可以用于制造火箭发动机的喷管、燃烧室等部件,能够承受高温燃气的冲刷和腐蚀,提高火箭发动机的性能和可靠性。北京碳陶复合材料