ຂ່າວ

ເສັ້ນໄຍຄາບອນໄດ້ຮັບຊື່ສຽງຢ່າງຊື່ສັດ. ເຮືອບິນ Boeing 787 ແມ່ນປະກອບດ້ວຍວັດສະດຸປະສົມປະມານ 50% ໂດຍນ້ຳໜັກ. ເຮືອບິນ Formula 1 monocoques ໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນຈາກມັນຕັ້ງແຕ່ຕົ້ນຊຸມປີ 1980. ແຂນຂາທຽມ, ໂຄງສ້າງດາວທຽມ, ໃບກັງຫັນລົມ, ໂຄງລົດຖີບລະດັບສູງ - ວັດສະດຸດັ່ງກ່າວຈະປາກົດຢູ່ທຸກບ່ອນທີ່ວິສະວະກອນຕ້ອງການແບກຫາບສິນຄ້າໂດຍບໍ່ຕ້ອງແບກນ້ຳໜັກ.

ໃນບາງຈຸດ, ປະຫວັດການຕິດຕາມນັ້ນໄດ້ກາຍເປັນການສົມມຸດຕິຖານ: ວ່າເສັ້ນໄຍຄາບອນເປັນພຽງວັດສະດຸໂຄງສ້າງທີ່ດີທີ່ສຸດທີ່ມີຢູ່, ຢຸດເຕັມທີ່. ມັນບໍ່ແມ່ນ. ວັດສະດຸຫຼາຍຢ່າງເກີນປະສິດທິພາບຂອງມັນໃນວິທີການສະເພາະ ແລະ ສາມາດວັດແທກໄດ້ - ແລະ ການຮູ້ວ່າວັດສະດຸໃດ ແລະ ເປັນຫຍັງ ແມ່ນມີປະໂຫຍດຫຼາຍກວ່າການປະຕິບັດຕໍ່ເສັ້ນໄຍຄາບອນຄືກັບເພດານ.

ນີ້ແມ່ນບ່ອນທີ່ມັນຖືກທຸບຕີແທ້ໆ, ແລະມັນໝາຍຄວາມວ່າແນວໃດໃນການປະຕິບັດ.

ຄຳວ່າ "ເຂັ້ມແຂງກວ່າ" ໝາຍຄວາມວ່າແນວໃດ - ແລະເປັນຫຍັງມັນຈຶ່ງປ່ຽນແປງທຸກຢ່າງ

ຄຳສັບນີ້ເຮັດວຽກຫຼາຍຢ່າງໃນວິສະວະກຳວັດສະດຸ, ແລະເສັ້ນໄຍຄາບອນການຄອບງຳແມ່ນຂຶ້ນກັບຄຳນິຍາມທີ່ເຈົ້າກຳລັງໃຊ້.

ຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ແທ້ຈິງຂອງເສັ້ນໄຍຄາບອນແມ່ນຄວາມເຂັ້ມແຂງສະເພາະ ແລະ ຄວາມແຂງກະດ້າງສະເພາະ — ອັດຕາສ່ວນຂອງປະສິດທິພາບກົນຈັກຕໍ່ນ້ຳໜັກ. ເມື່ອທຽບກັບໂລຫະໂຄງສ້າງສ່ວນໃຫຍ່, ມັນຊະນະການແຂ່ງຂັນນັ້ນຢ່າງເດັດຂາດ, ຊຶ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ການບິນອາວະກາດ ແລະ ກິລາມໍເຕີສະປອດຮັບຮອງເອົາມັນຢ່າງດຸເດືອດຄືກັນກັບທີ່ພວກເຂົາເຮັດ. ເຫຼັກກ້າແມ່ນແຂງແຮງກວ່າໃນແງ່ທີ່ແນ່ນອນ. ເສັ້ນໄຍຄາບອນແມ່ນແຂງແຮງກວ່າຕໍ່ກິໂລກຣາມ, ເຊິ່ງເປັນຕົວເລກທີ່ສຳຄັນເມື່ອທຸກໆກຣາມມີຄ່ານໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ ຫຼື ເວລາຕໍ່ຮອບ.

ແຕ່ປະສິດທິພາບດ້ານໂຄງສ້າງບໍ່ແມ່ນຕົວເລກດຽວ. ມັນຢ່າງໜ້ອຍແມ່ນຫ້າ:

● ຄວາມຕ້ານທານແຮງດຶງ - ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການຖືກແຍກອອກຈາກກັນ

● ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການບີບອັດ — ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການແຕກຫັກ (ຈຸດອ່ອນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງເສັ້ນໄຍຄາບອນ)

● ຄວາມແຂງ / ໂມດູລັດຍືດหยุ่น — ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການຜິດຮູບແບບຄວາມຍືດຫຍຸ່ນພາຍໃຕ້ການໂຫຼດ

● ຄວາມທົນທານ — ພະລັງງານທີ່ຖືກດູດຊຶມກ່ອນການແຕກຫັກ, ບໍ່ຄວນສັບສົນກັບຄວາມເຂັ້ມແຂງ

● ຄວາມໝັ້ນຄົງທາງຄວາມຮ້ອນ — ບໍ່ວ່າຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານັ້ນຈະຄົງຕົວຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ

ເສັ້ນໄຍຄາບອນດີເລີດໃນສາມອັນດັບທຳອິດໂດຍອີງໃສ່ນ້ຳໜັກ. ມັນມີຄວາມທົນທານຕໍ່າແທ້ໆ - ມັນແຕກຫັກໂດຍບໍ່ມີການເຕືອນໄພແທນທີ່ຈະຜິດຮູບ - ແລະມັນເລີ່ມເສື່ອມສະພາບສູງກວ່າປະມານ 400°C ໃນອາກາດຂຶ້ນກັບແມັດຕຣິກ. ຊ່ອງຫວ່າງສອງຢ່າງນັ້ນແມ່ນບ່ອນທີ່ທຸກໆວັດສະດຸໃນລາຍຊື່ນີ້ພົບຊ່ອງເປີດຂອງມັນ.

1. ກຣາຟີນ — ແຂງແຮງກວ່າໃນເຈ້ຍ, ສັບສົນໃນການປະຕິບັດ

ກຣາຟີນໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມຫຼາຍທີ່ສຸດ, ແລະຕົວເລກດັ່ງກ່າວສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມສົນໃຈ. ແຜ່ນຄາບອນທີ່ໜາເທົ່າກັບອະຕອມດຽວໃນຮູບຫົກຫຼ່ຽມ, ຄວາມຕ້ານທານແຮງດຶງຂອງມັນສູງກວ່າເຫຼັກໂຄງສ້າງປະມານ 200 ເທົ່າຕາມນ້ຳໜັກ. ໂມດູລັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງມັນເກີນເສັ້ນໄຍຄາບອນ. ໃນສອງຕົວຊີ້ວັດນັ້ນ, ບໍ່ມີຫຍັງທີ່ມີຢູ່ໃກ້ຄຽງ.

ສະນັ້ນ, ເປັນຫຍັງເຮືອບິນຈຶ່ງບໍ່ຖືກສ້າງຂຶ້ນຈາກມັນ?

ບັນຫາແມ່ນການຜະລິດທັງໝົດ. ຄຸນສົມບັດຂອງກຣາຟີນມີຢູ່ໃນລະດັບໂມເລກຸນ, ແລະພວກມັນຂຶ້ນກັບຄວາມສົມບູນແບບຂອງໂຄງສ້າງ. ໃນເວລາທີ່ທ່ານພະຍາຍາມສ້າງບາງສິ່ງບາງຢ່າງໃນລະດັບມະນຸດ - ສິ່ງໃດກໍ່ຕາມທີ່ທ່ານສາມາດຖືໄດ້ແທ້ໆ - ທ່ານຈະນຳສະເໜີຂອບເຂດເມັດພືດ, ຂໍ້ບົກຜ່ອງ, ແລະຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງທີ່ເຮັດໃຫ້ຕົວເລກທາງທິດສະດີເຫຼົ່ານັ້ນຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາ. ແຜ່ນກຣາຟີນທີ່ບໍ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງທີ່ໃຫຍ່ກວ່າສອງສາມຊັງຕີແມັດຍັງຄົງເປັນບັນຫາວິສະວະກຳທີ່ຍັງບໍ່ໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂໃນລະດັບການຄ້າໃນປີ 2025, ລວມທັງແຜງໂຄງສ້າງ.

ບ່ອນທີ່ graphene ພົບເຫັນແຮງດຶງທີ່ແທ້ຈິງແມ່ນຄືກັບສານເພີ່ມເຕີມ. ການລວມເອົາເກັດ graphene ຫຼື graphene oxide ເຂົ້າໃນລະບົບຢາງເສັ້ນໄຍຄາບອນຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມແຮງຕັດ interlaminar, ການນຳຄວາມຮ້ອນ, ແລະໃນບາງສູດ, ປະສິດທິພາບທາງໄຟຟ້າ. ວັດສະດຸເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນ ດີກວ່າຢ່າງວັດແທກໄດ້. ມັນບໍ່ໄດ້ທົດແທນພວກມັນ.

ຄຳຕັດສິນ:ກຣາຟີນແຂງແຮງກວ່າເສັ້ນໄຍຄາບອນໃນລະດັບນາໂນຢ່າງຈະແຈ້ງ. ໃນລະດັບວິສະວະກຳ, ມັນເປັນຕົວເສີມ - ເປັນຕົວເສີມທີ່ສຳຄັນ, ແຕ່ບໍ່ແມ່ນຕົວທົດແທນເສັ້ນໄຍໂຄງສ້າງເອງ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ.

2. ທໍ່ນາໂນຄາບອນ — ຄູ່ແຂ່ງທາງທິດສະດີທີ່ໃກ້ຄຽງທີ່ສຸດ

ຕົວເລກໃນເຈ້ຍແມ່ນຍາກທີ່ຈະໂຕ້ຖຽງໄດ້. ທໍ່ນາໂນຄາບອນມີຄວາມແຂງແຮງທາງທິດສະດີ ແລະ ຄວາມແຂງກະດ້າງທີ່ເກີນເສັ້ນໄຍຄາບອນໂມດູນສູງທີ່ດີທີ່ສຸດໂດຍຂອບທີ່ໃຫຍ່ພໍທີ່ຖ້າທ່ານສາມາດສ້າງອົງປະກອບໂຄງສ້າງຈາກພວກມັນໃນຂະໜາດໃຫຍ່, ອຸດສາຫະກຳການບິນ ແລະ ກິລາມໍເຕີສະປອດຈະເບິ່ງແຕກຕ່າງ.

“ຖ້າ” ນັ້ນໄດ້ນັ່ງຢູ່ທີ່ນັ້ນປະມານສາມສິບປີແລ້ວ.

ບັນຫາຫຼັກບໍ່ແມ່ນການເຂົ້າໃຈວັດສະດຸ - ນັກຄົ້ນຄວ້າຮູ້ຢ່າງແນ່ນອນວ່າ CNTs ເຮັດວຽກຕາມທີ່ພວກມັນເຮັດ, ແລະຟີຊິກສ໌ແມ່ນແຂງແກ່ນ. ບັນຫາແມ່ນວ່າທໍ່ນາໂນຄາບອນ, ຕາມຄໍານິຍາມ, ແມ່ນວັດຖຸຂະໜາດນາໂນແມັດ. ການເຮັດໃຫ້ພວກມັນຫຼາຍພັນລ້ານອັນຈັດລຽນກັນໃນທິດທາງດຽວກັນ, ຜູກມັດກັນຢ່າງສອດຄ່ອງ, ແລະສ້າງເສັ້ນໄຍຕໍ່ເນື່ອງໂດຍບໍ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງທີ່ເຮັດໃຫ້ຄຸນສົມບັດທາງທິດສະດີເຫຼົ່ານັ້ນລົ້ມລົງແມ່ນສິ່ງທ້າທາຍດ້ານການຜະລິດທີ່ໄດ້ຕ້ານທານຄວາມພະຍາຍາມຢ່າງຈິງຈັງໃນທຸກໆການແກ້ໄຂໃນລະດັບອຸດສາຫະກໍາ. ເສັ້ນໄຍ CNT ມີຢູ່ໃນການຕັ້ງຄ່າຫ້ອງທົດລອງ. ບາງເສັ້ນໄດ້ສະແດງຕົວເລກທີ່ໜ້າປະທັບໃຈໃນການທົດສອບທີ່ຄວບຄຸມ. ບໍ່ມີເສັ້ນໄຍຄາບອນທີ່ມີໂມດູນສູງທີ່ມີປະສິດທິພາບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນທົ່ວຊຸດຄຸນສົມບັດທັງໝົດພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ສະທ້ອນເຖິງການນໍາໃຊ້ໂຄງສ້າງທີ່ແທ້ຈິງ.

ສິ່ງທີ່ CNT ເຮັດໄດ້ດີໃນຕອນນີ້ແມ່ນການເຮັດວຽກເປັນສານເຕີມແຕ່ງ - ການກະຈາຍພວກມັນຜ່ານເມທຣິກເຣຊິນຂອງເສັ້ນໄຍຄາບອນຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມແຮງຂອງການຕັດລະຫວ່າງຊັ້ນ, ແກ້ໄຂຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ຍືນຍົງຫຼາຍໃນວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນ. ນັ້ນແມ່ນການປະກອບສ່ວນທີ່ແທ້ຈິງ ແລະ ເປັນປະໂຫຍດທາງການຄ້າ. ມັນບໍ່ແມ່ນສິ່ງທີ່ໃຜຈິນຕະນາການໄວ້ເມື່ອການຄົ້ນຄວ້າຂອງ CNT ເລີ່ມສ້າງຫົວຂໍ້ຂ່າວໃນຊຸມປີ 1990.

ມຸມການນຳໄຟຟ້າແມ່ນການນຳໃຊ້ທີ່ມີຊີວິດຊີວາອີກອັນໜຶ່ງ: CNT ສາມາດເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງປະສົມນຳໄຟຟ້າໄດ້ໂດຍບໍ່ມີນ້ຳໜັກຂອງຕາໜ່າງໂລຫະທີ່ຝັງຢູ່, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ການປ້ອງກັນຟ້າຜ່າໃນເຮືອບິນ ແລະ ການປ້ອງກັນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃນຕູ້ເອເລັກໂຕຣນິກ.

ຄຳຕັດສິນ:CNTs ບໍ່ແມ່ນວັດສະດຸທີ່ແຂງແຮງກວ່າເສັ້ນໄຍຄາບອນທີ່ທ່ານສາມາດລະບຸໄດ້ໃນມື້ນີ້. ພວກມັນແມ່ນຕົວເສີມວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນທີ່ມີຄຸນສົມບັດທີ່ໂດດເດັ່ນທີ່ຍັງບໍ່ທັນພົບວິທີສະແດງອອກໃນລະດັບວິສະວະກຳເທື່ອ. ບໍ່ວ່າການປ່ຽນແປງນັ້ນໃນທົດສະວັດຕໍ່ໄປຈະຂຶ້ນກັບວິທະຍາສາດວັດສະດຸໜ້ອຍກວ່າການພັດທະນາຂະບວນການຜະລິດ.

3. ທໍ່ນາໂນໂບຣອນໄນໄຕຣດ — ບ່ອນທີ່ຄວາມຮ້ອນເປັນສັດຕູ

ຖ້າ graphene ແລະ CNTs ເປັນຄູ່ແຂ່ງດ້ານໂຄງສ້າງຂອງເສັ້ນໄຍຄາບອນຢູ່ເທິງເຈ້ຍ, ທໍ່ນາໂນ boron nitride ຈະແກ້ໄຂຈຸດອ່ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງສິ້ນເຊີງ: ສິ່ງທີ່ເກີດຂຶ້ນເມື່ອການໂຫຼດມາພ້ອມກັບຄວາມຮ້ອນທີ່ຕິດມາ.

BNNTs ມີໂຄງສ້າງຄ້າຍຄືກັນກັບ CNTs — ເປັນຮູບທໍ່ກົມ, ຂະໜາດນາໂນ — ແຕ່ສ້າງຂຶ້ນຈາກອະຕອມໂບຣອນ ແລະ ໄນໂຕຣເຈນສະຫຼັບກັນແທນທີ່ຈະເປັນຄາບອນ. ຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງມັນແມ່ນທຽບເທົ່າກັນ. ຕົວແຕກຕ່າງທີ່ສຳຄັນແມ່ນຄວາມໝັ້ນຄົງທາງຄວາມຮ້ອນ: BNNTs ຍັງຄົງໂຄງສ້າງຢູ່ໃນອາກາດໄດ້ເຖິງປະມານ 900°C. ທໍ່ນາໂນຄາບອນຈະຜຸພັງ ແລະ ເລີ່ມເສື່ອມສະພາບປະມານ 400°C. ວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນມາດຕະຖານ, ຂຶ້ນກັບແມັດຕຣິກເຣຊິນ, ເລີ່ມສູນເສຍຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງຢູ່ບ່ອນໃດບ່ອນໜຶ່ງລະຫວ່າງ 120°C ແລະ 250°C ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດທີ່ຍືນຍົງ.

ສຳລັບຍານພາຫະນະໄຮເປີໂຊນິກ, ແຜ່ນປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນທີ່ເຂົ້າກັບຄືນ, ແລະ ອົງປະກອບເຄື່ອງຈັກເຮືອບິນລຸ້ນຕໍ່ໄປ, ຊ່ອງຫວ່າງຄວາມຮ້ອນນັ້ນບໍ່ແມ່ນເລື່ອງສຳຄັນ - ມັນເປັນບັນຫາການອອກແບບທັງໝົດ. ວັດສະດຸທີ່ສູນເສຍຄວາມແຂງແຮງຂອງມັນຢູ່ທີ່ 200°C ບໍ່ແມ່ນຜູ້ສະໝັກສຳລັບອົງປະກອບທີ່ເຫັນ 800°C, ບໍ່ວ່າຕົວເລກອຸນຫະພູມຫ້ອງຂອງມັນຈະດີປານໃດ. BNNTs ກຳລັງຖືກພັດທະນາຢ່າງຫ້າວຫັນສຳລັບການນຳໃຊ້ເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງແນ່ນອນ, ເຖິງແມ່ນວ່າພວກມັນຍັງຄົງຢູ່ໃນໄລຍະກ່ອນການຜະລິດສ່ວນໃຫຍ່.

ຄຳຕັດສິນ:ໃນການນຳໃຊ້ໃດກໍຕາມທີ່ການໂຫຼດໂຄງສ້າງ ແລະ ຄວາມຮ້ອນທີ່ຮຸນແຮງມາລວມກັນ, BNNTs ສະເໜີຄວາມສາມາດທີ່ເສັ້ນໄຍຄາບອນ - ແລະ ວັດສະດຸປະສົມທີ່ກ້າວໜ້າທີ່ສຸດ - ບໍ່ສາມາດທຽບເທົ່າໄດ້. ຂໍ້ຈຳກັດແມ່ນຄວາມພ້ອມ, ບໍ່ແມ່ນປະສິດທິພາບ.

4. ເສັ້ນໃຍຊິລິກອນຄາໄບ — ວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງກຳລັງບິນຢູ່ແລ້ວ

ໃນຂະນະທີ່ BNNTs ຍັງຄົງຢູ່ໃນການພັດທະນາສ່ວນໃຫຍ່, ເສັ້ນໃຍຊິລິກອນຄາໄບດ໌ຕໍ່ເນື່ອງໄດ້ໃຫ້ບໍລິການແລ້ວໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເສັ້ນໃຍຄາບອນຈະລົ້ມເຫຼວຢ່າງສິ້ນເຊີງ.

ເສັ້ນໃຍ SiC ຮັກສາຄຸນສົມບັດທາງໂຄງສ້າງໄວ້ໃນອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 1,000°C, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນສາມາດໃຊ້ໄດ້ສຳລັບພາກສ່ວນຮ້ອນຂອງເຄື່ອງຈັກເຈັດ, ອົງປະກອບກັງຫັນ, ແລະເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນຂອງການບິນອະວະກາດ - ການນຳໃຊ້ທີ່ເສັ້ນໃຍຄາບອນບໍ່ໄດ້ຢູ່ໃນການສົນທະນາ. ພວກມັນຍັງແກ້ໄຂບັນຫາຄວາມແຮງອັດຂອງເສັ້ນໃຍຄາບອນ: ໜຶ່ງໃນຂໍ້ຈຳກັດທີ່ບໍ່ຄ່ອຍໄດ້ກ່າວເຖິງຂອງເສັ້ນໃຍຄາບອນແມ່ນວ່າຄວາມແຮງອັດຂອງມັນຢູ່ຕໍ່າກວ່າຄວາມແຮງດຶງຂອງມັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງເປັນຜົນສະທ້ອນຂອງວິທີທີ່ເສັ້ນໃຍແຕ່ລະເສັ້ນຕອບສະໜອງຕໍ່ການໂຄ້ງຂອງຈຸນລະພາກພາຍໃຕ້ການບີບອັດແກນ. ເສັ້ນໃຍ SiC ບໍ່ມີຄວາມບໍ່ສົມດຸນໃນລະດັບດຽວກັນ.

ຂໍ້ຈຳກັດທາງປະຕິບັດແມ່ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການປຸງແຕ່ງ. ວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍ SiC ຕ້ອງການລະບົບແມັດທຣິກເຊລາມິກແທນທີ່ຈະເປັນແມັດທຣິກໂພລີເມີທີ່ໃຊ້ກັບເສັ້ນໄຍຄາບອນ, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າເຄື່ອງມືທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ອຸນຫະພູມການປຸງແຕ່ງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່ຊິ້ນສ່ວນທີ່ສູງກວ່າ. ພວກມັນໃຊ້ພື້ນທີ່ການນຳໃຊ້ທີ່ແຄບກວ່າຍ້ອນເຫດຜົນເຫຼົ່ານັ້ນ.

ຄຳຕັດສິນ:ສຳລັບຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງພາຍໃຕ້ສະພາບຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການກັດກ່ອນທີ່ຮ້າຍແຮງ, ເສັ້ນໃຍ SiC ມີປະສິດທິພາບດີກ່ວາເສັ້ນໃຍຄາບອນໃນວິທີທີ່ບໍ່ໃກ້ຄຽງກັນ. ບ່ອນທີ່ອຸນຫະພູມບໍ່ພຽງພໍສຳລັບເສັ້ນໃຍຄາບອນ, ເສັ້ນໃຍ SiC ມັກຈະເປັນຄຳຕອບດ້ານວິສະວະກຳ - ແລະບໍ່ເໝືອນກັບວັດສະດຸສ່ວນໃຫຍ່ໃນລາຍຊື່ນີ້, ມັນເປັນຄຳຕອບທີ່ມີຢູ່ແລ້ວໃນຮາດແວການຜະລິດ.

5. ເສັ້ນໃຍ UHMWPE (Dyneema, Spectra) — ເມື່ອຄວາມແຂງແກ່ນເອົາຊະນະຄວາມແຂງກະດ້າງ

ເສັ້ນໄຍຄາບອນ ບໍ່ໄດ້ລົ້ມເຫຼວຢ່າງສະຫງ່າງາມ. ເມື່ອມັນລົ້ມລົງ, ມັນຈະລົ້ມລົງທັງໝົດໃນເທື່ອດຽວ - ການແຕກຫັກຢ່າງກະທັນຫັນ, ບໍ່ມີການເຕືອນ, ບໍ່ມີການຜິດຮູບທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ທ່ານຮູ້ສຶກບໍ່ສະບາຍໃຈ. ຄວາມແຕກຫັກງ່າຍນັ້ນແມ່ນການແລກປ່ຽນທີ່ທ່ານຍອມຮັບໄດ້ສຳລັບຄວາມແຂງແກ່ນພິເສດ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງສະເພາະຂອງມັນ, ແລະ ໃນໂຄງສ້າງເຮືອບິນ ຫຼື ເຮືອບິນແຂ່ງ, ມັນເປັນການແລກປ່ຽນທີ່ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມໝາຍທາງວິສະວະກຳ.

Dyneema ແລະ Spectra ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບຟີຊິກທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍສິ້ນເຊີງ. ທັງສອງແມ່ນເສັ້ນໄຍ UHMWPE — ໂພລີເອທິລີນນ້ຳໜັກໂມເລກຸນສູງພິເສດ — ແລະສິ່ງທີ່ພວກມັນໂດດເດັ່ນແທ້ໆແມ່ນການດູດຊຶມພະລັງງານແທນທີ່ຈະຕ້ານທານການຜິດຮູບ. ການດູດຊຶມພະລັງງານສະເພາະຂອງພວກມັນຕໍ່ນ້ຳໜັກໜ່ວຍໜຶ່ງແມ່ນໜຶ່ງໃນບັນດາເສັ້ນໄຍໂຄງສ້າງທີ່ສູງທີ່ສຸດ. ແຜງທີ່ສ້າງຈາກ Dyneema ຈະບໍ່ແຕກເມື່ອມີບາງສິ່ງບາງຢ່າງກະທົບມັນຢ່າງແຮງ; ມັນຍືດ, ແຈກຢາຍນ້ຳໜັກ, ແລະກະຈາຍຜົນກະທົບໄປທົ່ວວັດສະດຸ. ພຶດຕິກຳນັ້ນແມ່ນສິ່ງທີ່ທ່ານຕ້ອງການເມື່ອບັນຫາການອອກແບບແມ່ນການຢຸດລູກປືນ ຫຼື ໃບມີດແທນທີ່ຈະຮັກສາປີກໃຫ້ຢູ່ໃນຮູບຮ່າງ.

ຍັງມີຄຸນສົມບັດອື່ນໆທີ່ຄວນສັງເກດຄື: ເສັ້ນໃຍ UHMWPE ລອຍຢູ່ໃນນໍ້າ, ເຊິ່ງມີຄວາມສໍາຄັນສໍາລັບເຊືອກທະເລ ແລະ ສາຍຈອດເຮືອນອກຝັ່ງບ່ອນທີ່ນໍ້າໜັກລວມກັນຫຼາຍກວ່າສາຍເຄເບີ້ນຫຼາຍກິໂລແມັດ. ພວກມັນທົນທານຕໍ່ການຂັດຖູ ແລະ ການສໍາຜັດກັບສານເຄມີສ່ວນໃຫຍ່ໄດ້ດີ. ແລະບໍ່ເຫມືອນກັບວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນ, ພວກມັນມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນພຽງພໍທີ່ຈະຖືກທໍໂດຍກົງໃສ່ຖົງມືທີ່ທົນທານຕໍ່ການຕັດ, ເສື້ອກັນໜາວ, ແລະແຜ່ນແພປ້ອງກັນ - ບໍ່ມີແມ່ພິມ, ບໍ່ມີເຄື່ອງອັດຄວາມຮ້ອນ, ບໍ່ມີຢາງ.

ຊ່ອງຫວ່າງຄວາມແຂງກະດ້າງແມ່ນເປັນຈິງ. ໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງ UHMWPE ແມ່ນຕໍ່າກວ່າເສັ້ນໄຍຄາບອນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງຍົກເວັ້ນການນຳໃຊ້ໂຄງສ້າງທີ່ການບິດເບືອນພາຍໃຕ້ການໂຫຼດແມ່ນຂໍ້ຈຳກັດທີ່ຄວບຄຸມ. ບໍ່ມີໃຜສ້າງເສົາເຮືອບິນຈາກ Dyneema.

ແຕ່ໃຫ້ວາງຄຳຖາມແຕກຕ່າງກັນ - ສິ່ງໃດແຂງແຮງກວ່າເສັ້ນໄຍຄາບອນເມື່ອການໂຫຼດເປັນແບບ kinetic, ບໍ່ແມ່ນແບບ static? - ແລະ UHMWPE ຊະນະໃນຕົວຊີ້ວັດທີ່ຄວບຄຸມການອອກແບບຕົວຈິງ. ມັນເປັນພື້ນທີ່ການປະຕິບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ບໍ່ແມ່ນພື້ນທີ່ທີ່ນ້ອຍກວ່າ.

ຄຳຕັດສິນ:ສຳລັບຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ແຮງກະແທກ ແລະ ຄວາມທົນທານ, ເສັ້ນໄຍ UHMWPE ມີປະສິດທິພາບດີກ່ວາວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນໃນລັກສະນະທີ່ສາມາດວັດແທກໄດ້ ແລະ ກຳນົດການນຳໃຊ້ໄດ້. ວັດສະດຸນ້ຳໜັກເບົາທີ່ແຂງແຮງທີ່ສຸດສຳລັບການປ້ອງກັນລູກປືນບໍ່ແມ່ນວັດສະດຸທີ່ແຂງທີ່ສຸດ - ມັນແມ່ນວັດສະດຸທີ່ດູດຊຶມພະລັງງານຫຼາຍທີ່ສຸດກ່ອນທີ່ມັນຈະລົ້ມເຫຼວ.

6. ວັດສະດຸປະສົມໂລຫະມາຕຣິກ — ການເຊື່ອມໂຍງຄຸນສົມບັດໂລຫະ ແລະ ວັດສະດຸປະສົມ

ມີບັນຫາວິສະວະກຳປະເພດໜຶ່ງທີ່ວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນຈັດການກັບໂລຫະທີ່ບໍ່ດີ ແລະ ໂລຫະບໍລິສຸດຈັດການດ້ວຍລາຄາແພງ, ແລະ MMCs ກໍມີຢູ່ຍ້ອນມັນ.

ເອົາວົງເລັບດາວທຽມທີ່ຕ້ອງການນ້ຳໜັກເບົາ, ມີຄວາມໝັ້ນຄົງທາງດ້ານມິຕິຜ່ານການສະວິງຄວາມຮ້ອນ 300°C ໃນວົງໂຄຈອນ, ເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າສຳລັບການຕໍ່ດິນ, ແລະ ແຂງແຮງພໍທີ່ມັນຈະບໍ່ງໍພາຍໃຕ້ການໂຫຼດການສັ່ນສະເທືອນ. ຊິ້ນສ່ວນເສັ້ນໄຍຄາບອນໂພລີເມີ-ແມັດຕຣິກ ກວມເອົາສອງຄວາມຕ້ອງການເຫຼົ່ານັ້ນ. ອາລູມິນຽມ MMC - ໂລຫະທີ່ເສີມດ້ວຍອະນຸພາກຊິລິກອນຄາໄບ - ສາມາດກວມເອົາທັງສີ່ຢ່າງ. ມັນຈະບໍ່ຊະນະການແຂ່ງຂັນນ້ຳໜັກກັບCFRPໂດຍກົງ, ແຕ່ຄວາມແຂງກະດ້າງສະເພາະຈະດີຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບອາລູມິນຽມທີ່ບໍ່ໄດ້ເສີມແຮງ, ແລະມັນບໍ່ຕ້ອງການວິທີແກ້ໄຂສຳລັບພຶດຕິກຳທາງຄວາມຮ້ອນ ແລະ ໄຟຟ້າທີ່ວັດສະດຸປະສົມໂພລີເມີປະສົບກັບຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ.

ຈານເບຣກລົດຍົນແມ່ນຕົວຢ່າງທີ່ສະອາດກວ່າ. ໜ້າທີ່ແມ່ນເພື່ອດູດຊຶມ ແລະ ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍພາຍໃຕ້ການເບຣກໜັກຊ້ຳໆ ໃນຂະນະທີ່ຕ້ານທານການສວມໃສ່ ແລະ ຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງມິຕິ. ວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນຖືກນຳໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ນີ້ໃນລະດັບສູງສຸດຂອງກິລາມໍເຕີສະປອດ, ແຕ່ພວກມັນຕ້ອງການອຸນຫະພູມປະຕິບັດການໃຫ້ຢູ່ໃນແຖບແຄບ ແລະ ມີລາຄາແພງໃນການທົດແທນ. MMC ອາລູມິນຽມເສີມຊິລິກອນຄາໄບສາມາດຮັບມືກັບລະດັບຄວາມຮ້ອນທີ່ກວ້າງກວ່າ, ທົນທານຕໍ່ການໃຊ້ໃນທາງທີ່ຜິດໄດ້ຫຼາຍກວ່າ, ແລະ ມີລາຄາຖືກກວ່າຕໍ່ຮອບວຽນການບໍລິການສຳລັບການນຳໃຊ້ເທິງຖະໜົນບ່ອນທີ່ໄລຍະຫ່າງການທົດແທນຕ້ອງເປັນປະໂຫຍດ.

ຈຸດຄວາມແຂງແຮງຂອງການບີບອັດແມ່ນຄຸ້ມຄ່າທີ່ຈະກ່າວເຖິງຢ່າງຈະແຈ້ງ: ຄວາມແຂງແຮງຂອງການບີບອັດຂອງເສັ້ນໄຍຄາບອນແມ່ນຕໍ່າກວ່າຄວາມແຂງແຮງຂອງການດຶງຂອງມັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ - ເປັນຜົນມາຈາກວິທີທີ່ເສັ້ນໄຍຕອບສະໜອງຕໍ່ການໂຄ້ງງໍຂອງຈຸນລະພາກ. MMCs ບໍ່ມີຄວາມສົມດຸນນັ້ນ. ສຳລັບອົງປະກອບທີ່ໂຫຼດຕົ້ນຕໍໃນການບີບອັດ - ໜ້າຜິວຮັບນ້ຳໜັກ, ໂຫນດໂຄງສ້າງພາຍໃຕ້ການໂຫຼດແກນ, ຮາດແວຕິດຕັ້ງ - ນັ້ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍກວ່າຕົວເລກຫົວຂໍ້ຄວາມແຂງແຮງຂອງການດຶງ.

ຄຳຕັດສິນ:MMCs ບໍ່ມີປະສິດທິພາບດີກ່ວາເສັ້ນໄຍຄາບອນໃນດ້ານຄວາມແຮງດຶງສະເພາະ. ພວກມັນມີປະສິດທິພາບດີກ່ວາມັນໃນການປະສົມປະສານຂອງລະດັບຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມແຮງອັດ, ພຶດຕິກຳທາງໄຟຟ້າ, ແລະ ຄວາມທົນທານຂອງແຮງກະທົບທີ່ການນຳໃຊ້ສະເພາະໃດໜຶ່ງຕ້ອງການພ້ອມໆກັນ. ເມື່ອການອອກແບບຕ້ອງການວັດສະດຸທີ່ມີພຶດຕິກຳຄືກັບໂລຫະ ແຕ່ມີປະສິດທິພາບໃກ້ຄຽງກັບວັດສະດຸປະສົມທີ່ກ້າວໜ້າ, MMCs ຈະຕື່ມຊ່ອງຫວ່າງທີ່ເສັ້ນໄຍຄາບອນບໍ່ເຄີຍຖືກອອກແບບມາ.

ເປັນຫຍັງເສັ້ນໄຍຄາບອນຍັງຄົງຊະນະຫຼາຍທີ່ສຸດ

ບໍ່ມີຂໍ້ໃດຂ້າງເທິງນີ້ແມ່ນການໂຕ້ຖຽງທີ່ວ່າເສັ້ນໄຍຄາບອນລ້າສະໄໝແລ້ວ. ການຄອບງຳຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງມັນໃນການນຳໃຊ້ໂຄງສ້າງທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນເຖິງຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ແທ້ຈິງທີ່ບໍ່ມີຄູ່ແຂ່ງໃດເຄີຍປິດບັງໄວ້ໄດ້.

ລະບົບນິເວດການຜະລິດແມ່ນສ່ວນໜຶ່ງທີ່ບໍ່ຄ່ອຍຖືກກ່າວເຖິງ. ວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກການປັບປຸງຂະບວນການຫຼາຍທົດສະວັດ - ເຕັກນິກການຈັດວາງ, ວົງຈອນການອັດຄວາມຮ້ອນ, ວິທີການກວດກາທີ່ບໍ່ທຳລາຍ, ໂປໂຕຄອນການສ້ອມແປງ, ຖານຂໍ້ມູນການອອກແບບທີ່ອະນຸຍາດ, ລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງທີ່ໄດ້ຮັບການຮັບຮອງ. ວິສະວະກອນທີ່ລະບຸຊິ້ນສ່ວນວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນໃນປີ 2025 ສາມາດເຂົ້າເຖິງເຄື່ອງມືການຈຳລອງ, ຫ້ອງສະໝຸດຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫຼວ, ແລະຂະບວນການກວດສອບຄຸນວຸດທິຂອງຜູ້ສະໜອງທີ່ຍັງບໍ່ທັນມີຢູ່ສຳລັບວັດສະດຸສ່ວນໃຫຍ່ໃນລາຍຊື່ນີ້. ຄວາມຮູ້ດ້ານສະຖາບັນນັ້ນມີຄຸນຄ່າດ້ານວິສະວະກຳທີ່ແທ້ຈິງ, ແລະມັນບໍ່ໄດ້ໂອນໄປຫາວັດສະດຸໃໝ່ໂດຍອັດຕະໂນມັດບໍ່ວ່າຄູປອງການທົດສອບຂອງວັດສະດຸນັ້ນຈະເບິ່ງດີປານໃດກໍຕາມ.

ກຣາຟີນ ແລະ CNTs ເກືອບແນ່ນອນວ່າຈະດີຂຶ້ນວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນກ່ອນທີ່ພວກມັນຈະທົດແທນພວກມັນ. ເສັ້ນໄຍ SiC ແລະ BNNTs ແກ້ໄຂບັນຫາຄວາມຮ້ອນທີ່ເສັ້ນໄຍຄາບອນບໍ່ເຄີຍຖືກອອກແບບມາເພື່ອແກ້ໄຂ. UHMWPE ແກ້ໄຂບັນຫາຄວາມທົນທານໃນການນຳໃຊ້ທີ່ມີກໍລະນີການຮັບນ້ຳໜັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍສິ້ນເຊີງ. ຮູບແບບແມ່ນສອດຄ່ອງ: ບໍ່ມີວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ໃດທີ່ດີກ່ວາເສັ້ນໄຍຄາບອນໃນທົ່ວກະດານ. ແຕ່ລະອັນດີກ່ວາມັນໃນແກນສະເພາະບ່ອນທີ່ການປະນີປະນອມການອອກແບບຂອງເສັ້ນໄຍຄາບອນເກີດຂຶ້ນຫຼາຍທີ່ສຸດ.

ບ່ອນທີ່ພາກສະໜາມກຳລັງມຸ່ງໜ້າໄປແທ້ໆ

ຄຳຖາມທີ່ເປັນປະໂຫຍດກວ່າບໍ່ແມ່ນວ່າວັດສະດຸໃດທົດແທນເສັ້ນໄຍຄາບອນ — ມັນແມ່ນວິທີການທີ່ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ຖືກນໍາໃຊ້ຮ່ວມກັນ.

ແຜງໂຄງສ້າງທີ່ມີລາມິເນດເສັ້ນໄຍຄາບອນຫຼັກ, ຢາງທີ່ເສີມດ້ວຍກຣາຟີນເພື່ອຄວາມທົນທານລະຫວ່າງຊັ້ນ, ແລະການເສີມເສັ້ນໄຍ SiC ໃນທ້ອງຖິ່ນໃນເຂດທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງບໍ່ແມ່ນການຄາດເດົາ. ພວກມັນກຳລັງພັດທະນາຢ່າງຫ້າວຫັນຢູ່ໃນໂຄງການການບິນອະວະກາດທີ່ສຳຄັນ. ແນວຄວາມຄິດ - ວັດສະດຸປະສົມແບບລຳດັບຊັ້ນ, ຫຼືລະບົບວັດສະດຸທີ່ຖືກອອກແບບໃນຫຼາຍຂະໜາດພ້ອມໆກັນ - ເປັນຕົວແທນຂອງການປ່ຽນແປງທີ່ແທ້ຈິງໃນວິທີການລະບຸວັດສະດຸໂຄງສ້າງ. ແທນທີ່ຈະເລືອກວັດສະດຸທີ່ດີທີ່ສຸດອັນດຽວສຳລັບຊິ້ນສ່ວນ, ວິສະວະກອນກຳລັງເລີ່ມຕົ້ນອອກແບບການປະສົມປະສານວັດສະດຸທີ່ເໝາະສົມກັບກໍລະນີການຮັບນ້ຳໜັກສະເພາະ, ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ, ແລະຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ອົງປະກອບຈະເຫັນໃນການບໍລິການຕົວຈິງ.

ກອບທີ່ມີການແຂ່ງຂັນ - ກຣາຟີນ ທຽບກັບ ເສັ້ນໄຍຄາບອນ, CNT ທຽບກັບ ເສັ້ນໄຍຄາບອນ - ພາດທິດທາງທີ່ເຕັກໂນໂລຢີກຳລັງເຄື່ອນທີ່. ຄຳຕອບຕໍ່ "ສິ່ງທີ່ແຂງແຮງກວ່າເສັ້ນໄຍຄາບອນ" ແມ່ນເພີ່ມຂຶ້ນເລື້ອຍໆ: ວັດສະດຸປະສົມທີ່ປະກອບດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນເປັນໜຶ່ງໃນຫຼາຍຂັ້ນຕອນການເສີມແຮງ, ແຕ່ລະຂັ້ນຕອນປະກອບສ່ວນໃຫ້ມັນມີປະສິດທິພາບດີທີ່ສຸດ.

ສະຫຼຸບ

ເສັ້ນໄຍຄາບອນ ບໍ່ແມ່ນວັດສະດຸທີ່ແຂງແຮງທີ່ສຸດ. ມັນເປັນວັດສະດຸທີ່ແຂງແຮງທີ່ສຸດທີ່ໃຊ້ໄດ້ຈິງໃນການນຳໃຊ້ໂຄງສ້າງທີ່ກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດ - ແລະນັ້ນແມ່ນຫົວຂໍ້ທີ່ຍາກທີ່ຈະເອົາອອກໄປກ່ວາຕົວຊີ້ວັດປະສິດທິພາບໃດໆ.