கார்பன் இழை வலுவூட்டப்பட்ட கிராஃபைட் மற்றும் ஐசோஸ்டேடிக் கிராஃபைட் போன்ற புதிய கிராஃபைட் மின்முனைப் பொருட்களின் திருப்புமுனைப் பண்புகள் யாவை?

புதுமையான கிராஃபைட் மின்முனைப் பொருட்கள், இயந்திரவியல் பண்புகள், வெப்பப் பண்புகள், வேதியியல் நிலைத்தன்மை மற்றும் செயலாக்கத்திறன் ஆகியவற்றில் திருப்புமுனையான மேம்பாடுகளை அடைந்துள்ளன. கார்பன் இழை வலுவூட்டப்பட்ட கிராஃபைட் மற்றும் ஐசோஸ்டேடிக் கிராஃபைட் ஆகியவற்றால் குறிப்பிடப்படும் இவற்றின் முக்கிய செயல்திறன் திருப்புமுனைகளும் பயன்பாட்டு மதிப்புகளும் பின்வருமாறு:

I. கார்பன் இழை வலுவூட்டப்பட்ட கிராஃபைட்: இயந்திரவியல் பண்புகளில் ஒரு புரட்சிகரமான மேம்பாடு

1. வலிமை மற்றும் மட்டு எழுச்சி
PAN கார்பன் இழைகளில் சிறிதளவு கிராஃபீனை (0.075 wt%) சேர்ப்பதன் மூலம், அவற்றின் இழுவிசை வலிமை 1916 MPa-ஐயும், யங் குணகம் 233 GPa-ஐயும் அடைகிறது. இது தூய PAN கார்பன் இழைகளுடன் ஒப்பிடும்போது முறையே 225% மற்றும் 184% அதிகரிப்பைக் குறிக்கிறது. இந்த திருப்புமுனையானது, கார்பன் இழையின் நுண் கட்டமைப்பை கிராஃபீன் மேம்படுத்துவதால் ஏற்படுகிறது.

• குறைக்கப்பட்ட நுண்துளைத்தன்மை: கிராஃபீனைச் சேர்ப்பது, இழைகளுக்குள் இருக்கும் உள் துளைகள் மற்றும் வெற்றிடங்களின் அளவை கணிசமாகக் குறைக்கிறது, அதிக செறிவுகளில் (0.1 wt%) அச்சுவழி நுண்துளைகளை ஏறக்குறைய முழுமையாக நீக்குகிறது, இதன்மூலம் அழுத்தச் செறிவுப் புள்ளிகளைக் குறைக்கிறது.
• ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட கிராஃபைட் கட்டமைப்பு: PAN கார்பனாக்கத்தின் போது உருவான கிராஃபைட் கட்டமைப்பால் கிராஃபீன் நானோதாள்கள் சூழப்பட்டுள்ளன என்பதை ராமன் நிறமாலையியல் வெளிப்படுத்துகிறது. இதன் விளைவாக, குறைவான குறைபாடுகள் மற்றும் மேம்பட்ட படிக நோக்குநிலையுடன் கூடிய மிகவும் முழுமையான கிராஃபைட் படிகக்கூடு உருவாகிறது.

2. விரிவாக்கப்பட்ட பயன்பாட்டுச் சூழ்நிலைகள்

• விண்வெளித் துறை: கார்பன் இழை வலுவூட்டப்பட்ட கிராஃபைட் கலவைகள், அலுமினியக் கலவையின் அடர்த்தியில் வெறும் 60% மட்டுமே கொண்டிருப்பதாலும், ஒரே துண்டாக வார்க்கப்படக்கூடிய திறனைக் கொண்டிருப்பதாலும் (இதனால் பிணைப்பான்களின் பயன்பாடு குறைகிறது), விமானங்களின் கட்டமைப்பு பாகங்கள் (எ.கா., போயிங் B-787 விமானத்தில் 50% கலவைப் பொருள் பயன்பாடு), ஏவுகணை வாகனங்களின் உடற்பகுதிகள் மற்றும் செயற்கைக்கோள் பாகங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• உயர்தர உற்பத்தி: அவற்றின் அரிப்பு எதிர்ப்புத் திறன், ராக்கெட் எஞ்சின் முனைகள், அணு உலை மையக் கட்டமைப்புகள் மற்றும் பிற கடுமையான சூழல்களுக்கு அவற்றை இன்றியமையாததாக ஆக்குகிறது.

II. ஐசோஸ்டேடிக் கிராஃபைட்: பல்வேறு பண்புகளில் விரிவான திருப்புமுனைகள்

1. இயந்திரவியல் பண்புகள்: பாரம்பரிய எஃகுகளை விஞ்சும்

• உயர் வலிமை மற்றும் திசைச்சார்பு: ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்தம் மூலம், இதன் இழுவிசை வலிமை 1000 MPa-ஐத் தாண்டுகிறது (சாதாரண எஃகுகளை விட மிகவும் அதிகம்), மேலும் 1.0–1.1 என்ற திசைச்சார்பு விகிதத்துடன், வழக்கமான கிராஃபைட்டின் திசைச்சார்பற்ற குறைபாடுகளை நீக்குகிறது.
• அதிக அடர்த்தி மற்றும் தேய்மான எதிர்ப்புத்திறன்: 1.95 g/cm³ மொத்த அடர்த்தி, 80 MPa-க்கு மேற்பட்ட வளைவு வலிமை மற்றும் 200–260 MPa வரையிலான அமுக்க வலிமையுடன், இது உயர் செயல்திறன் கொண்ட பிரேக் பேடுகள், சீல்கள் மற்றும் பேரிங்குகள் ஆகியவற்றைத் தயாரிக்க ஏற்றதாக உள்ளது.

2. வெப்பப் பண்புகள்: தீவிர நிலைமைகளின் கீழ் நிலைத்தன்மை

• உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு: மந்தமான சூழல்களில், இதன் இயந்திர வலிமை 2500°C-ல் உச்சத்தை அடைகிறது; இதன் உருகுநிலை 3650°C மற்றும் கொதிநிலை 4827°C ஆகும். இதன் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் பரிமாண மாற்றங்களைக் குறைப்பதால், இது ராக்கெட் பற்றவைப்பு மின்முனைகள், முனைக்குழல்கள் மற்றும் பிற உயர் வெப்பநிலை பாகங்களுக்கு மிகவும் உகந்ததாக அமைகிறது.
• உயர் வெப்பக் கடத்துத்திறன்: இதன் சிறந்த வெப்பக் கடத்துத்திறன், விரைவான வெப்பச் சிதறலைச் சாத்தியமாக்கி, CZ-வகை ஒற்றைப் படிக நேரடி இழுவை உலை வெப்பப் புலக் கூறுகள் (உருகு கலன்கள், வெப்பமூட்டிகள்) போன்றவற்றில் உபகரணங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

3. வேதியியல் நிலைத்தன்மை: அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு
இது வீரியம் மிக்க அமிலங்கள், காரங்கள் மற்றும் கரிமக் கரைப்பான்களில் நிலையாக இருப்பதுடன், உருகிய உலோகங்கள் மற்றும் கண்ணாடியால் ஏற்படும் அரிப்பைத் தடுப்பதால், இரசாயனக் கொள்கலன்கள், அணு உலை மையக் கட்டமைப்புகள் மற்றும் பிற அரிக்கும் சூழல்களுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

4. செயலாக்கத்திறன்: நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் துல்லியம்
மின்சார வெளியேற்ற எந்திர வேலைப்பாட்டிற்கான மின்முனைகள் மற்றும் தொடர்ச்சியான உலோக வார்ப்பிற்கான கிராஃபைட் அச்சுகள் போன்ற சிக்கலான வடிவமைப்புத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, இதை எந்த வடிவத்திலும் எந்திர வேலைப்பாட்டுடன் செதுக்க முடியும்.

III. புதுமையான கிராஃபைட் மின்முனைப் பொருட்களின் தொழில்மயமாக்கல் மற்றும் எதிர்கால திசைகள்

1. தொழில்மயமாக்கல் முன்னேற்றம்

• ஐசோஸ்டேடிக் கிராஃபைட்: இதன் உலகளாவிய சந்தைப் பங்கு தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது, மேலும் இந்தோனேசியா மற்றும் மொராக்கோவில் மேற்கொள்ளப்படும் உற்பத்தித் திறன் விரிவாக்கங்கள், தொழில்துறையில் அதன் நிலையை மேலும் வலுப்படுத்துகின்றன.
• கார்பன் இழை வலுவூட்டப்பட்ட கிராஃபைட்: இது சர்வதேச முன்னணி மின்கல வாடிக்கையாளர்களால் வெற்றிகரமாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டு, உலகின் முதல் சர்வதேச தரநிலையின் உருவாக்கத்திற்கு முன்னோடியாகத் திகழ்கிறது.லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கான நானோ-சிலிக்கான் ஆனோடு பொருட்களுக்கான விரிவான விவரக்குறிப்பு படிவம்.

2. எதிர்கால தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள்

• மூலப்பொருள் உகப்பாக்கம்: இயந்திரவியல் பண்புகளை மேம்படுத்துவதற்காக, திரட்டுத் துகள்களின் அளவைக் குறைத்தல் (எ.கா., இரண்டாம் நிலை கோக் தூளை 2–5 μm ஆக மாற்றுவதன் மூலம்).
• கிராஃபைட்டாக்கல் தொழில்நுட்பப் புத்தாக்கம்: மைக்ரோவேவ் கிராஃபைட்டாக்கல் தொழில்நுட்பம், ஆற்றல் நுகர்வை 30% குறைத்து, உற்பத்திச் சுழற்சிகளைக் குறைப்பதன் மூலம், இத்தொழில்நுட்பத்தைப் பெரிய அளவில் ஏற்றுக்கொள்வதை எளிதாக்குகிறது.
• கட்டமைப்புப் புதுமை: எடுத்துக்காட்டாக, துகள் அளவு மற்றும் நுண்துளைத்தன்மையின் இரட்டைச் சரிவுப் பரவல் மூலம், இரட்டைச் சரிவு கிராஃபைட் ஆனோடுகள் ≥230 Wh/kg ஆற்றல் அடர்த்தியைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில், 6 நிமிடங்களில் 60% வேகமான மின்னேற்றத் திறனை அடைகின்றன.