في بيئات درجات الحرارة العالية أو المعرضة للشرارة أو المعرضة للخطر ، غالبًا ما تكافح المواد التقليدية المقاومة للحريق لموازنة مقاومة الحرارة ، وخصائص خفيفة الوزن ، والمرونة. لقد حول ظهور النسيج المقاوم للدرجات الحرارة العالي في سبائك الكربون هذا المشهد. من خلال الجمع بين قوة ألياف الكربون وخصائص عاكسة للحرارة لطلاءات السبائك ، أصبحت مادة متطورة لتطبيقات السلامة الصناعية ، وحتى السلامة المنزلية.
I. المواد الأساسية والتصميم الهيكلي 1. إطار ألياف الكربون: أساس عالي القوة ، مقاومة للحرارة
يعمل ألياف الكربون كهيكل عظمي أساسي للنسيج المقاوم للحريق ، ويوفر:
مقاومة عالية الحرارة: تحمل درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية على المدى الطويل وما يصل إلى 1500 درجة مئوية لفترة وجيزة (على سبيل المثال ، البقع المعدنية المنصهرة).
قوة عالية: 5x قوة الشد من الصلب في 1/4 فقط الوزن ، مثالية للحماية الديناميكية (على سبيل المثال ، بدلات مكافحة الحرائق).
الاستقرار: الإصدارات لا توجد أبخرة سامة في درجات حرارة عالية ، وتلبية المعايير البيئية.
2. طبقة السبائك: يتم ربط "الدرع العاكس" الحراري باستخدام تقنية ترسب الفراغ ، أو طبقات الألومنيوم أو النيكل أو سبيكة الفولاذ المقاوم للصدأ مع ألياف الكربون:
انعكاس الحرارة: يعكس أكثر من 90 ٪ من إشعاع الأشعة تحت الحمراء ، مما يقلل من نقل الحرارة.
أكسدة ومقاومة التآكل: يقاوم الأحماض ، القلويات ، رذاذ الملح ، والعادم الصناعي ، ويمتد عمر الخدمة.
3. هيكل مركب متعدد الطبقات
تصميم طبقة نموذجي
الطبقة الخارجية: طبقة عاكسة سبائك (تنحرف عن الحرارة المشع)
الطبقة الوسطى: شبكة ألياف الكربون (تمتص التأثير الميكانيكي)
الطبقة الداخلية: ألياف السيراميك/طلاء السيليكون (الكتل المتبقية)
الثاني. خمسة تطبيقات رئيسية
1. القطاع الصناعي
حماية معدات درجة الحرارة العالية: يلف خطوط الأنابيب في أفران الصهر أو المفاعلات الكيميائية لتقليل فقدان الحرارة.
عمليات اللحام: الكتل Spark Slatter ، وحماية العمال والمعدات الحساسة.
2. مكافحة الحرائق والاستجابة للطوارئ
دعاوى رجال الإطفاء: التصميم الخفيف يعزز التنقل مع مقاومة الحرارة الشديدة.
بطانيات الطوارئ: ضرورية للمنازل/المساحات العامة لخنق النيران.
3. الفضاء
عزل المحرك: يستخدم في فوهات الصواريخ ومحرك الطائرات ، مما يقلل من الوزن بنسبة 30 ٪.
4. الاستخدام المدني
سلامة المطبخ: حرائق زيت Smothers أو تعمل كحاجز لهب موقد.
المختبرات: الدروع ضد الأدوات ذات درجة الحرارة العالية.
5. الطاقة والطاقة الجديدة
عزل حريق البطارية: تأخير الهرب الحراري في حزم البطارية EV.
ثالثا. لماذا تختار النسيج المقاوم للسبائك الكربون؟
فعالة من حيث التكلفة: ارتفاع تكلفة مقدمة ولكن يدوم أكثر من 10 سنوات ، مما يقلل من النفقات طويلة الأجل.
متعدد الاستخدامات: يغطي الاحتياجات الصناعية والمنزلية والمتخصصة.
رابعا. الاتجاهات المستقبلية
مع نمو الصناعات الطيران والفضاء الخضراء ، يتطور هذا النسيج نحو التصميمات الرقيقة (<0.5 مم) والتصميمات الذكية (مستشعرات درجة الحرارة المتكاملة)-لتصبح "درعًا غير مرئي" لتكنولوجيا السلامة.
>> هل تعلم؟ يستخدم اختبار SPACEX 2023 Starship مواد عازلة من سبائك الكربون لتحمل 1600 درجة مئوية أثناء إعادة الدخول في الغلاف الجوي!