ព័ត៌មាន

ជាតិសរសៃកាបូនបានទទួលកេរ្តិ៍ឈ្មោះរបស់ខ្លួនដោយស្មោះត្រង់។ យន្តហោះ Boeing 787 ត្រូវបានផលិតឡើងប្រហែល 50% នៃទម្ងន់សរុប។ យន្តហោះ Formula 1 monocoques ត្រូវបានសាងសង់ឡើងពីវាចាប់តាំងពីដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980។ អវយវៈសិប្បនិម្មិត រចនាសម្ព័ន្ធផ្កាយរណប ស្លាបទួរប៊ីនខ្យល់ ស៊ុមកង់លំដាប់ខ្ពស់ — សម្ភារៈនេះលេចឡើងគ្រប់ទីកន្លែងដែលវិស្វករត្រូវការផ្ទុកបន្ទុកដោយមិនចាំបាច់ផ្ទុកទម្ងន់។

នៅចំណុចខ្លះ កំណត់ត្រានោះបានប្រែក្លាយទៅជាការសន្មត់មួយថាជាតិសរសៃកាបូនគឺគ្រាន់តែជាសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធដ៏ល្អបំផុតដែលមាន។ វាមិនមែនទេ? សម្ភារៈជាច្រើនលើសពីដំណើរការរបស់វាតាមវិធីជាក់លាក់ និងអាចវាស់វែងបាន — ហើយការដឹងថាមួយណា និងមូលហេតុ គឺមានប្រយោជន៍ជាងការចាត់ទុកជាតិសរសៃកាបូនជាពិដាន។

នេះជាកន្លែងដែលវាពិតជាត្រូវបានយកឈ្នះ និងអ្វីដែលវាមានន័យនៅក្នុងការអនុវត្ត។

តើពាក្យថា "ខ្លាំងជាង" មានន័យយ៉ាងណា - ហើយហេតុអ្វីបានជាវាផ្លាស់ប្តូរអ្វីៗទាំងអស់

ពាក្យនេះធ្វើការងារជាច្រើននៅក្នុងវិស្វកម្មសម្ភារៈ ហើយជាតិសរសៃកាបូនភាពលេចធ្លោ អាស្រ័យយ៉ាងខ្លាំងទៅលើនិយមន័យដែលអ្នកកំពុងប្រើ។

គុណសម្បត្តិពិតប្រាកដរបស់ជាតិសរសៃកាបូនគឺកម្លាំងជាក់លាក់ និង ភាពរឹងជាក់លាក់ — សមាមាត្រនៃដំណើរការមេកានិចទៅនឹងទម្ងន់។ ប្រឆាំងនឹងលោហធាតុរចនាសម្ព័ន្ធភាគច្រើន វាឈ្នះការប្រកួតប្រជែងនោះដោយដាច់អហង្ការ ដែលជាមូលហេតុដែលអាកាសចរណ៍ និងកីឡាម៉ូតូបានទទួលយកវាយ៉ាងខ្លាំងក្លាដូចដែលពួកគេបានធ្វើ។ ដែកថែបមានភាពរឹងមាំជាង។ ជាតិសរសៃកាបូនមានភាពរឹងមាំជាងក្នុងមួយគីឡូក្រាម ដែលជាចំនួនដែលសំខាន់នៅពេលដែលរាល់ក្រាមចំណាយប្រេងឥន្ធនៈ ឬពេលវេលាមួយជុំ។

ប៉ុន្តែ​ដំណើរការ​រចនាសម្ព័ន្ធ​មិនមែន​ជា​លេខ​មួយ​ទេ។ វា​មាន​យ៉ាង​ហោច​ណាស់​ប្រាំ៖

● កម្លាំង​ទាញ - ភាពធន់នឹងការរហែកចេញ

● កម្លាំងបង្ហាប់ — ភាពធន់នឹងការកំទេច (ចំណុចខ្សោយដែលទាក់ទងនៃជាតិសរសៃកាបូន)

● ភាពរឹង / ម៉ូឌុលអេឡាស្ទិក — ភាពធន់នឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយយឺតក្រោមបន្ទុក

● ភាពរឹងមាំ — ថាមពលដែលស្រូបយកមុនពេលបាក់ មិនត្រូវច្រឡំជាមួយកម្លាំងទេ

● ស្ថេរភាពកម្ដៅ — ថាតើលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងនោះរក្សានៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែរឬទេ

ជាតិសរសៃកាបូនគឺល្អឥតខ្ចោះនៅបីដំបូងដោយផ្អែកលើទម្ងន់។ វាពិតជាខ្សោយខាងភាពរឹងមាំ — វាបាក់ដោយគ្មានការព្រមានជាជាងខូចទ្រង់ទ្រាយ — ហើយវាចាប់ផ្តើមចុះខ្សោយលើសពីប្រហែល 400°C នៅក្នុងខ្យល់អាស្រ័យលើម៉ាទ្រីស។ ចន្លោះប្រហោងទាំងពីរនោះគឺជាកន្លែងដែលសម្ភារៈនីមួយៗនៅក្នុងបញ្ជីនេះរកឃើញចន្លោះប្រហោងរបស់វា។

១. ក្រាហ្វីន — ខ្លាំងជាងនៅលើក្រដាស ស្មុគស្មាញក្នុងការអនុវត្ត

ក្រាហ្វីន​ទទួលបាន​ការចាប់អារម្មណ៍​ច្រើនជាងគេ ហើយ​តួលេខ​ទាំងនេះ​បង្ហាញ​ពី​ភាពត្រឹមត្រូវ​នៃ​ការចាប់អារម្មណ៍។ សន្លឹក​កាបូន​ដែលមាន​កម្រាស់​ដូច​អាតូម​តែមួយ​ក្នុង​បន្ទះ​ឆកោន កម្លាំង​ទាញ​របស់​វា​មាន​ទម្ងន់​ប្រហែល 200 ដង​នៃ​ដែកថែប​រចនាសម្ព័ន្ធ។ ម៉ូឌុល​យឺត​របស់​វា​លើស​ពី​សរសៃ​កាបូន។ លើ​រង្វាស់​ទាំងពីរ​នោះ គ្មាន​អ្វី​ដែល​មាន​ស្រាប់​អាច​ប្រៀបធៀប​បាន​ឡើយ។

ដូច្នេះហេតុអ្វីបានជាយន្តហោះមិនត្រូវបានសាងសង់ពីវា?

បញ្ហាគឺការផលិតទាំងស្រុង។ លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ក្រាហ្វីនមាននៅកម្រិតម៉ូលេគុល ហើយវាអាស្រ័យលើភាពល្អឥតខ្ចោះនៃរចនាសម្ព័ន្ធ។ នៅពេលដែលអ្នកព្យាយាមសាងសង់អ្វីមួយក្នុងទំហំមនុស្ស - អ្វីក៏ដោយដែលអ្នកពិតជាអាចកាន់បាន - អ្នកបង្កើតព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ពិការភាព និងភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នាដែលបំផ្លាញចំនួនទ្រឹស្តីទាំងនោះយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ សន្លឹកក្រាហ្វីនដែលគ្មានពិការភាពដែលធំជាងពីរបីសង់ទីម៉ែត្រនៅតែជាបញ្ហាវិស្វកម្មដែលមិនទាន់ដោះស្រាយក្នុងទំហំពាណិជ្ជកម្មនៅឆ្នាំ 2025 ទុកឲ្យតែបន្ទះរចនាសម្ព័ន្ធ។

កន្លែងដែលក្រាហ្វីនរកឃើញការអូសទាញពិតប្រាកដគឺជាសារធាតុបន្ថែម។ ការដាក់បញ្ចូលបន្ទះក្រាហ្វីន ឬអុកស៊ីដក្រាហ្វីនទៅក្នុងប្រព័ន្ធជ័រសរសៃកាបូនធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវកម្លាំងកាត់អន្តរឡាមីណា ចរន្តកំដៅ និងនៅក្នុងរូបមន្តមួយចំនួន ដំណើរការអគ្គិសនី។ សម្ភារៈនេះធ្វើឱ្យសមាសធាតុសរសៃកាបូន ប្រសើរជាង​មុន​។ វា​មិន​ជំនួស​ពួកគេ​ទេ។

សាលក្រម៖ក្រាហ្វីន​មាន​កម្លាំង​ខ្លាំង​ជាង​ជាតិសរសៃ​កាបូន​យ៉ាង​ច្បាស់​លាស់​នៅ​កម្រិត​ណាណូ។ នៅ​កម្រិត​វិស្វកម្ម វា​ជា​សារធាតុ​បង្កើន​កម្លាំង — ជា​សារធាតុ​សំខាន់​មួយ ប៉ុន្តែ​មិនមែន​ជា​ការ​ជំនួស​ជាតិសរសៃ​រចនាសម្ព័ន្ធ​ខ្លួនឯង​នោះទេ។ យ៉ាងណាក៏ដោយ។

២. បំពង់ណាណូកាបូន — គូប្រជែងទ្រឹស្តីដែលជិតស្និទ្ធបំផុត

តួលេខនៅលើក្រដាសពិបាកនឹងជជែកវែកញែកណាស់។ បំពង់ណាណូកាបូនមានកម្លាំងទាញ និងភាពរឹងតាមទ្រឹស្តីដែលលើសពីសរសៃកាបូនម៉ូឌុលខ្ពស់ល្អបំផុតដោយរឹមធំល្មមដែលប្រសិនបើអ្នកអាចសាងសង់សមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធពីពួកវាក្នុងទ្រង់ទ្រាយធំ ឧស្សាហកម្មអាកាសចរណ៍ និងម៉ូតូស្ព័រនឹងមើលទៅខុសគ្នា។

ពាក្យ «ប្រសិនបើ» នោះ​បាន​ស្ថិត​នៅ​ទីនោះ​អស់​រយៈពេល​ប្រហែល​សាមសិប​ឆ្នាំ​ហើយ។

បញ្ហាស្នូលមិនមែនជាការយល់ដឹងអំពីសម្ភារៈនោះទេ — អ្នកស្រាវជ្រាវដឹងច្បាស់ពីមូលហេតុដែល CNT ដំណើរការដូចដែលពួកវាធ្វើ ហើយរូបវិទ្យាគឺរឹងមាំ។ បញ្ហាគឺថា បំពង់ណាណូកាបូន តាមនិយមន័យ គឺជាវត្ថុមាត្រដ្ឋានណាណូម៉ែត្រ។ ការធ្វើឱ្យពួកវារាប់ពាន់លានតម្រឹមក្នុងទិសដៅដូចគ្នា ភ្ជាប់គ្នាយ៉ាងស៊ីសង្វាក់គ្នា និងបង្កើតជាសរសៃបន្តដោយគ្មានពិការភាពដែលធ្វើឱ្យលក្ខណៈសម្បត្តិទ្រឹស្តីទាំងនោះដួលរលំ គឺជាបញ្ហាប្រឈមផ្នែកផលិតកម្មដែលបានទប់ទល់នឹងការប៉ុនប៉ងធ្ងន់ធ្ងរទាំងអស់ចំពោះដំណោះស្រាយទ្រង់ទ្រាយឧស្សាហកម្ម។ សរសៃ CNT មាននៅក្នុងការកំណត់មន្ទីរពិសោធន៍។ ខ្លះបានបង្ហាញចំនួនគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍នៅក្នុងការធ្វើតេស្តដែលបានគ្រប់គ្រង។ គ្មាននរណាម្នាក់មានដំណើរការល្អជាងសរសៃកាបូនម៉ូឌុលខ្ពស់ជាប់លាប់នៅទូទាំងឈុតលក្ខណៈសម្បត្តិពេញលេញក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីការអនុវត្តរចនាសម្ព័ន្ធពិតប្រាកដ។

អ្វីដែល CNT ធ្វើបានល្អនៅពេលនេះគឺធ្វើការជាសារធាតុបន្ថែម - ការបំបែកវាតាមរយៈម៉ាទ្រីសជ័ររបស់ prepreg ជាតិសរសៃកាបូនធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវកម្លាំងកាត់អន្តរឡាមីណា ដោយដោះស្រាយរបៀបបរាជ័យដ៏យូរអង្វែងបំផុតមួយនៅក្នុងសមាសធាតុជាតិសរសៃកាបូន។ នោះគឺជាការរួមចំណែកពិតប្រាកដ និងមានប្រយោជន៍ផ្នែកពាណិជ្ជកម្ម។ វាមិនមែនជាអ្វីដែលនរណាម្នាក់កំពុងស្រមៃនោះទេ នៅពេលដែលការស្រាវជ្រាវរបស់ CNT ចាប់ផ្តើមបង្កើតចំណងជើងព័ត៌មាននៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990។

មុំ​ចរន្តអគ្គិសនី​គឺជា​កម្មវិធី​ផ្សាយ​បន្តផ្ទាល់​មួយទៀត៖ CNTs អាច​ធ្វើ​ឱ្យ​រចនាសម្ព័ន្ធ​សមាសធាតុ​ដែល​មាន​ចរន្តអគ្គិសនី​ដោយ​មិន​មាន​ការ​ពិន័យ​ទម្ងន់​នៃ​សំណាញ់​លោហធាតុ​ដែល​បាន​បង្កប់ ដែល​សំខាន់​សម្រាប់​ការការពារ​រន្ទះបាញ់​នៅក្នុង​យន្តហោះ និង​ការការពារ​អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច​នៅក្នុង​ទ្រុង​អេឡិចត្រូនិច។

សាលក្រម៖សារធាតុ CNT មិនមែនជាសម្ភារៈដែលខ្លាំងជាងជាតិសរសៃកាបូនដែលអ្នកអាចបញ្ជាក់បាននៅថ្ងៃនេះទេ។ ពួកវាជាសមាសធាតុបង្កើនជាតិសរសៃកាបូនដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិឯករាជ្យមិនធម្មតា ដែលវាមិនទាន់រកឃើញវិធីដើម្បីបង្ហាញក្នុងមាត្រដ្ឋានវិស្វកម្មនៅឡើយទេ។ ថាតើការផ្លាស់ប្តូរនោះនៅក្នុងទសវត្សរ៍ក្រោយអាស្រ័យតិចជាងលើវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈជាងការអភិវឌ្ឍដំណើរការផលិត។

៣. បំពង់ណាណូបូរ៉ុននីទ្រីត — កន្លែងដែលកំដៅជាសត្រូវ

ប្រសិនបើ graphene និង CNTs គឺជាគូប្រជែងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ជាតិសរសៃកាបូននៅលើក្រដាស បំពង់ណាណូ boron nitride នឹងដោះស្រាយចំណុចខ្សោយខុសគ្នាទាំងស្រុង៖ អ្វីដែលកើតឡើងនៅពេលដែលបន្ទុកភ្ជាប់មកជាមួយកំដៅ។

BNNTs មានរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងគ្នាទៅនឹង CNTs — រាងជាបំពង់ ខ្នាតណាណូ — ប៉ុន្តែត្រូវបានសាងសង់ឡើងពីអាតូមបូរ៉ុន និងអាសូតឆ្លាស់គ្នាជាជាងកាបូន។ កម្លាំងទាញ និងភាពរឹងរបស់វាអាចប្រៀបធៀបបាន។ ភាពខុសគ្នាដ៏សំខាន់គឺស្ថេរភាពកម្ដៅ៖ BNNTs នៅតែរក្សារចនាសម្ព័ន្ធដដែលនៅក្នុងខ្យល់រហូតដល់ប្រហែល 900°C។ បំពង់ណាណូកាបូនអុកស៊ីតកម្ម ហើយចាប់ផ្តើមរលួយប្រហែល 400°C។ សមាសធាតុសរសៃកាបូនស្តង់ដារ អាស្រ័យលើម៉ាទ្រីសជ័រ ចាប់ផ្តើមបាត់បង់ភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៅកន្លែងណាមួយរវាង 120°C និង 250°C ក្រោមបន្ទុកជាប់លាប់។

ចំពោះយានយន្តល្បឿនលឿនជាងសំឡេង បន្ទះការពារកម្ដៅចូលវិញ និងគ្រឿងបន្លាស់ម៉ាស៊ីនយន្តហោះជំនាន់ក្រោយ គម្លាតកម្ដៅនោះមិនមែនជាចំណុចយោងទេ — វាជាបញ្ហារចនាទាំងមូល។ សម្ភារៈដែលបាត់បង់កម្លាំងរបស់វានៅសីតុណ្ហភាព 200°C មិនមែនជាបេក្ខជនសម្រាប់គ្រឿងបន្លាស់ដែលមើលឃើញសីតុណ្ហភាព 800°C ទេ ដោយមិនគិតពីលេខសីតុណ្ហភាពបន្ទប់របស់វាល្អប៉ុណ្ណានោះទេ។ BNNTs កំពុងត្រូវបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងសកម្មសម្រាប់កម្មវិធីទាំងនេះ ទោះបីជាវាភាគច្រើននៅតែជាការផលិតមុនក៏ដោយ។

សាលក្រម៖នៅក្នុងកម្មវិធីណាមួយដែលបន្ទុករចនាសម្ព័ន្ធ និងកំដៅធ្ងន់ធ្ងរមកដល់ជាមួយគ្នា BNNTs ផ្តល់នូវសមត្ថភាពដែលជាតិសរសៃកាបូន — និងសម្ភារៈសមាសធាតុទំនើបបំផុត — មិនអាចផ្គូផ្គងបាន។ ដែនកំណត់គឺភាពអាចរកបាន មិនមែនដំណើរការទេ។

៤. សរសៃស៊ីលីកុនកាប៊ីត — ដំណោះស្រាយសីតុណ្ហភាពខ្ពស់កំពុងហោះហើររួចហើយ

ខណៈពេលដែល BNNTs នៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលអភិវឌ្ឍន៍ភាគច្រើន សរសៃស៊ីលីកុនកាប៊ីតបន្តត្រូវបានប្រើប្រាស់រួចហើយនៅក្នុងបរិស្ថានដែលសរសៃកាបូននឹងខូចទាំងស្រុង។

សរសៃ SiC រក្សាលក្ខណៈសម្បត្តិរចនាសម្ព័ន្ធនៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 1,000°C ដែលធ្វើឱ្យវាអាចប្រើបានសម្រាប់ផ្នែកក្តៅរបស់ម៉ាស៊ីនយន្តហោះ សមាសធាតុទួរប៊ីន និងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរកំដៅអវកាស — កម្មវិធីដែលសរសៃកាបូនមិនស្ថិតនៅក្នុងការសន្ទនា។ ពួកវាក៏ដោះស្រាយបញ្ហាកម្លាំងបង្ហាប់របស់សរសៃកាបូនផងដែរ៖ ដែនកំណត់មួយក្នុងចំណោមដែនកំណត់ដែលមិនសូវត្រូវបានពិភាក្សារបស់សរសៃកាបូនគឺថាកម្លាំងបង្ហាប់របស់វាស្ថិតនៅក្រោមកម្លាំង tensile របស់វាយ៉ាងខ្លាំង ដែលជាផលវិបាកនៃរបៀបដែលសរសៃនីមួយៗឆ្លើយតបទៅនឹង microbuckling ក្រោមការបង្ហាប់អ័ក្ស។ សរសៃ SiC មិនមានភាពមិនស៊ីមេទ្រីក្នុងកម្រិតដូចគ្នានោះទេ។

ឧបសគ្គជាក់ស្តែងគឺថ្លៃដើម និងលទ្ធភាពដំណើរការ។ សមាសធាតុសរសៃ SiC តម្រូវឱ្យមានប្រព័ន្ធម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិចជាជាងម៉ាទ្រីសប៉ូលីមែរដែលប្រើជាមួយសរសៃកាបូន ដែលមានន័យថាឧបករណ៍ផ្សេងៗគ្នា សីតុណ្ហភាពដំណើរការផ្សេងៗគ្នា និងថ្លៃដើមក្នុងមួយផ្នែកខ្ពស់ជាង។ ពួកវាកាន់កាប់កន្លែងអនុវត្តតូចចង្អៀតសម្រាប់ហេតុផលទាំងនោះ។

សាលក្រម៖ចំពោះភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធក្រោមលក្ខខណ្ឌកម្ដៅ និងច្រេះខ្លាំង សរសៃ SiC មានដំណើរការល្អជាងសរសៃកាបូនតាមរបៀបដែលមិនជិតស្និទ្ធ។ កន្លែងដែលស្រោមសីតុណ្ហភាពគ្រប់គ្រងសរសៃកាបូនមិនឱ្យលើស សរសៃ SiC ច្រើនតែជាចម្លើយវិស្វកម្ម - ហើយមិនដូចសម្ភារៈភាគច្រើននៅក្នុងបញ្ជីនេះទេ វាជាចម្លើយដែលមានរួចហើយនៅក្នុងផ្នែករឹងផលិតកម្ម។

៥. សរសៃ UHMWPE (Dyneema, Spectra) — នៅពេលដែលភាពរឹងមាំឈ្នះភាពរឹង

ជាតិសរសៃកាបូន មិនបរាជ័យដោយរលូនទេ។ ពេលវារលត់ទៅ វានឹងរលត់ទៅវិញទាំងអស់ក្នុងពេលតែមួយ — ការបាក់ភ្លាមៗ គ្មានការព្រមាន គ្មានការខូចទ្រង់ទ្រាយណាមួយដើម្បីព្រមានអ្នកឡើយ។ ភាពផុយស្រួយនោះគឺជាការសម្របសម្រួលដែលអ្នកទទួលយកសម្រាប់ភាពរឹងមិនធម្មតា និងកម្លាំងជាក់លាក់របស់វា ហើយនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធយន្តហោះ ឬយន្តហោះប្រណាំង វាគឺជាការសម្របសម្រួលដែលធ្វើឱ្យវិស្វកម្មមានន័យ។

Dyneema និង Spectra ធ្វើការលើរូបវិទ្យាខុសគ្នាទាំងស្រុង។ ទាំងពីរគឺជាសរសៃ UHMWPE — ប៉ូលីអេទីឡែនទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់ — ហើយអ្វីដែលពួកវាពិតជាពិសេសគឺការស្រូបយកថាមពលជាជាងទប់ទល់នឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយ។ ការស្រូបយកថាមពលជាក់លាក់របស់ពួកវាក្នុងមួយឯកតាទម្ងន់ស្ថិតក្នុងចំណោមសរសៃរចនាសម្ព័ន្ធខ្ពស់បំផុត។ បន្ទះមួយដែលសាងសង់ពី Dyneema មិនបែកនៅពេលដែលមានអ្វីមួយប៉ះវាខ្លាំងនោះទេ។ វាលាតសន្ធឹង ចែកចាយបន្ទុក និងបំបាត់ផលប៉ះពាល់នៅទូទាំងសម្ភារៈ។ ឥរិយាបថនោះគឺជាអ្វីដែលអ្នកចង់បាននៅពេលដែលបញ្ហារចនាគឺការបញ្ឈប់គ្រាប់កាំភ្លើង ឬដាវ ជាជាងការរក្សាស្លាបឱ្យមានរាង។

មានលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀតដែលគួរកត់សម្គាល់៖ សរសៃ UHMWPE អណ្តែតក្នុងទឹក ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ខ្សែពួរសមុទ្រ និងខ្សែចងនៅឯនាយសមុទ្រ ជាកន្លែងដែលទម្ងន់ផ្សំគ្នាលើខ្សែរាប់គីឡូម៉ែត្រ។ ពួកវាធន់បានល្អប្រឆាំងនឹងការកកិត និងការប៉ះពាល់នឹងសារធាតុគីមីភាគច្រើន។ ហើយមិនដូច...សមាសធាតុសរសៃកាបូនពួកវាមានភាពបត់បែនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីត្បាញដោយផ្ទាល់ទៅក្នុងស្រោមដៃធន់នឹងការកាត់ គ្រឿងសឹក និងវាយនភណ្ឌការពារ - គ្មានផ្សិត គ្មានម៉ាស៊ីនអូតូក្លេវ គ្មានជ័រ។

គម្លាត​ភាពរឹង​គឺ​ជា​ការពិត។ ម៉ូឌុល​យឺត​របស់ UHMWPE គឺ​ទាប​ជាង​សរសៃ​កាបូន​ច្រើន ដែល​មិន​រាប់បញ្ចូល​វា​សម្រាប់​កម្មវិធី​រចនាសម្ព័ន្ធ​ដែល​ការ​ពត់​កោង​ក្រោម​បន្ទុក​គឺជា​ឧបសគ្គ​គ្រប់គ្រង។ គ្មាន​នរណា​ម្នាក់​កំពុង​សាងសង់​គ្រឿងបន្លាស់​យន្តហោះ​ពី Dyneema ទេ។

ប៉ុន្តែសូម​រៀបចំ​សំណួរ​ខុសគ្នា — តើ​អ្វី​ដែល​ខ្លាំង​ជាង​ជាតិ​សរសៃ​កាបូន នៅពេល​ដែល​បន្ទុក​មាន​លក្ខណៈ​ចលនា មិនមែន​ឋិតិវន្ត? — ហើយ UHMWPE ឈ្នះ​លើ​រង្វាស់​ដែល​ពិតជា​គ្រប់គ្រង​ការរចនា។ វា​ជា​លំហ​ដំណើរការ​ខុសគ្នា មិនមែន​តូច​ជាង​នេះ​ទេ។

សាលក្រម៖ចំពោះភាពធន់នឹងផលប៉ះពាល់ និងភាពរឹងមាំ ជាតិសរសៃ UHMWPE មានដំណើរការល្អជាងសមាសធាតុជាតិសរសៃកាបូនក្នុងវិធីដែលអាចវាស់វែងបាន និងកំណត់ការអនុវត្ត។ សម្ភារៈទម្ងន់ស្រាលខ្លាំងបំផុតសម្រាប់ការការពារគ្រាប់ផ្លោងមិនមែនជាសម្ភារៈដែលរឹងបំផុតនោះទេ — វាជាសម្ភារៈដែលស្រូបយកថាមពលច្រើនបំផុតមុនពេលវាខូច។

៦. សមាសធាតុម៉ាទ្រីសលោហៈ — ការតភ្ជាប់លក្ខណៈសម្បត្តិលោហធាតុ និងសមាសធាតុ

មានប្រភេទបញ្ហាវិស្វកម្មមួយប្រភេទដែលសមាសធាតុសរសៃកាបូនដោះស្រាយមិនបានល្អ ហើយលោហធាតុសុទ្ធដោះស្រាយថ្លៃ ហើយ MMCs មានដោយសារតែវា។

យក​តង្កៀប​ផ្កាយរណប​មួយ​ដែល​ត្រូវ​មាន​ទម្ងន់​ស្រាល មាន​ស្ថេរភាព​វិមាត្រ​ឆ្លងកាត់​ការ​ប្រែប្រួល​កម្ដៅ 300°C ក្នុង​គន្លង មាន​ចរន្ត​អគ្គិសនី​សម្រាប់​ការ​តោង​ដី និង​រឹង​គ្រប់គ្រាន់​ដែល​វា​មិន​អាច​បត់បែន​បាន​ក្រោម​បន្ទុក​រំញ័រ។ ផ្នែក​សរសៃ​កាបូន​ប៉ូលីមែរ​ម៉ាទ្រីស​គ្របដណ្តប់​ប្រហែល​ជា​ពីរ​នៃ​តម្រូវការ​ទាំងនោះ។ អាលុយមីញ៉ូម MMC — លោហៈ​ដែល​ពង្រឹង​ដោយ​ភាគល្អិត​ស៊ីលីកុន​កាបូអ៊ីដ — អាច​គ្របដណ្តប់​ទាំង​បួន។ វា​នឹង​មិន​ឈ្នះ​ការ​ប្រកួត​ទម្ងន់​ប្រឆាំង​នឹង...CFRPទាំងស្រុង ប៉ុន្តែភាពរឹងជាក់លាក់មានភាពប្រសើរឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាងអាលុយមីញ៉ូមដែលមិនបានពង្រឹង ហើយវាមិនតម្រូវឱ្យមានដំណោះស្រាយសម្រាប់ឥរិយាបថកម្ដៅ និងអគ្គិសនីដែលសមាសធាតុប៉ូលីមែរពិបាកដោះស្រាយនោះទេ។

រ៉ូទ័រហ្វ្រាំងរថយន្តគឺជាឧទាហរណ៍ដ៏ស្អាតជាង។ ការងារនេះគឺដើម្បីស្រូបយក និងបញ្ចេញកំដៅយ៉ាងច្រើនក្រោមការហ្វ្រាំងធ្ងន់ម្តងហើយម្តងទៀត ខណៈពេលដែលទប់ទល់នឹងការពាក់ និងរក្សាបាននូវភាពសុចរិតនៃវិមាត្រ។ សមាសធាតុសរសៃកាបូនត្រូវបានប្រើក្នុងកម្មវិធីនេះនៅចុងកំពូលនៃកីឡាម៉ូតូ ប៉ុន្តែវាតម្រូវឱ្យមានសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការដើម្បីស្ថិតនៅក្នុងកម្រិតតូចចង្អៀត ហើយមានតម្លៃថ្លៃក្នុងការជំនួស។ អាលុយមីញ៉ូម MMC ដែលបានពង្រឹងដោយស៊ីលីកុនកាប៊ីតអាចទប់ទល់នឹងជួរកម្ដៅកាន់តែទូលំទូលាយ អត់ធ្មត់នឹងការរំលោភបំពានកាន់តែច្រើន និងចំណាយតិចជាងក្នុងមួយវដ្តសេវាកម្មសម្រាប់កម្មវិធីផ្លូវថ្នល់ដែលចន្លោះពេលជំនួសត្រូវអនុវត្តជាក់ស្តែង។

ចំណុចកម្លាំងបង្ហាប់គឺមានតម្លៃក្នុងការបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់៖ កម្លាំងបង្ហាប់របស់ជាតិសរសៃកាបូនគឺទាបជាងកម្លាំង tensile របស់វាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ — ដែលជាផលវិបាកនៃរបៀបដែលជាតិសរសៃឆ្លើយតបទៅនឹង microbuckling។ MMCs មិនមានភាពមិនស៊ីមេទ្រីនោះទេ។ សម្រាប់សមាសធាតុដែលផ្ទុកជាចម្បងក្នុងការបង្ហាប់ — ផ្ទៃទ្រទ្រង់ សារធាតុផ្សំរចនាសម្ព័ន្ធក្រោមបន្ទុកអ័ក្ស ផ្នែករឹងម៉ោន — ដែលសំខាន់ជាងចំនួនចំណងជើង tensile។

សាលក្រម៖MMCs មិនមានដំណើរការល្អជាងជាតិសរសៃកាបូនលើកម្លាំង tensile ជាក់លាក់នោះទេ។ ពួកវាដំណើរការល្អជាងវាលើការរួមបញ្ចូលគ្នានៃជួរកម្ដៅ កម្លាំងបង្ហាប់ ឥរិយាបថអគ្គិសនី និងភាពធន់នឹងផលប៉ះពាល់ដែលកម្មវិធីមួយចំនួនត្រូវការក្នុងពេលដំណាលគ្នា។ នៅពេលដែលការរចនាត្រូវការសម្ភារៈដែលមានឥរិយាបថដូចលោហៈ ប៉ុន្តែដំណើរការជិតទៅនឹងសមាសធាតុទំនើប MMCs បំពេញចន្លោះដែលជាតិសរសៃកាបូនមិនដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់។

ហេតុអ្វីបានជាជាតិសរសៃកាបូននៅតែឈ្នះភាគច្រើននៃពេលវេលា

គ្មាន​ចំណុច​ណា​ខាងលើ​នេះ​ជា​អំណះអំណាង​ដែល​ថាជាតិសរសៃកាបូនគឺហួសសម័យ។ ការលេចធ្លោជាបន្តបន្ទាប់របស់វានៅក្នុងកម្មវិធីរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានដំណើរការខ្ពស់ឆ្លុះបញ្ចាំងពីគុណសម្បត្តិពិតប្រាកដដែលគ្មានដៃគូប្រកួតប្រជែងណាម្នាក់បានបិទបាំងឡើយ។

ប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីផលិតកម្មគឺជាផ្នែកមួយដែលកម្រត្រូវបានលើកឡើង។ សមាសធាតុសរសៃកាបូនទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ពីការកែលម្អដំណើរការរាប់ទសវត្សរ៍ - បច្ចេកទេសដាក់ វដ្តអូតូក្លាវ វិធីសាស្ត្រត្រួតពិនិត្យមិនបំផ្លិចបំផ្លាញ ពិធីការជួសជុល មូលដ្ឋានទិន្នន័យដែលអនុញ្ញាតឱ្យរចនា ខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ដែលមានវិញ្ញាបនបត្រ។ វិស្វករដែលបញ្ជាក់ផ្នែកសមាសធាតុសរសៃកាបូននៅឆ្នាំ 2025 អាចចូលប្រើឧបករណ៍ក្លែងធ្វើ បណ្ណាល័យរបៀបបរាជ័យ និងដំណើរការគុណវុឌ្ឍិអ្នកផ្គត់ផ្គង់ដែលមិនទាន់មានសម្រាប់សម្ភារៈភាគច្រើននៅក្នុងបញ្ជីនេះ។ ចំណេះដឹងស្ថាប័ននោះមានតម្លៃវិស្វកម្មពិតប្រាកដ ហើយវាមិនផ្ទេរដោយស្វ័យប្រវត្តិទៅសម្ភារៈថ្មីទេ មិនថាប័ណ្ណសាកល្បងរបស់សម្ភារៈនោះមើលទៅល្អប៉ុណ្ណានោះទេ។

ក្រាហ្វីន និង CNTs ស្ទើរតែប្រាកដជានឹងមានភាពប្រសើរឡើងសមាសធាតុសរសៃកាបូនមុនពេលពួកគេជំនួសពួកវា។ សរសៃ SiC និង BNNTs ដោះស្រាយបញ្ហាកម្ដៅ សរសៃកាបូនមិនដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីដោះស្រាយទេ។ UHMWPE ដោះស្រាយបញ្ហាភាពរឹងមាំនៅក្នុងកម្មវិធីដែលមានករណីផ្ទុកខុសគ្នាទាំងស្រុង។ គំរូគឺស្របគ្នា៖ គ្មានសម្ភារៈណាមួយក្នុងចំណោមសម្ភារៈទាំងនេះអាចយកឈ្នះសរសៃកាបូននៅទូទាំងក្តារនោះទេ។ សម្ភារៈនីមួយៗអាចយកឈ្នះវានៅលើអ័ក្សជាក់លាក់មួយដែលការសម្របសម្រួលការរចនារបស់សរសៃកាបូនកើតឡើងសំខាន់បំផុត។

កន្លែងដែលវាលនេះពិតជាកំពុងឆ្ពោះទៅ

សំណួរដែលមានប្រយោជន៍ជាងនេះទៅទៀតមិនមែនថាសម្ភារៈមួយណាជំនួសជាតិសរសៃកាបូន — វាជារបៀបដែលសម្ភារៈទាំងនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាមួយគ្នា។

បន្ទះរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានស្រទាប់បឋមធ្វើពីសរសៃកាបូន ជ័រដែលបង្កើនដោយក្រាហ្វីនសម្រាប់ភាពរឹងមាំនៃស្រទាប់អន្តរស្រទាប់ និងការពង្រឹងសរសៃ SiC ក្នុងតំបន់ដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់មិនមែនជាការស្មានទុកជាមុនទេ។ ពួកវាកំពុងស្ថិតក្នុងការអភិវឌ្ឍយ៉ាងសកម្មនៅក្នុងកម្មវិធីអាកាសចរណ៍សំខាន់ៗ។ គោលគំនិតនេះ — សមាសធាតុឋានានុក្រម ឬប្រព័ន្ធសម្ភារៈដែលត្រូវបានរចនាឡើងក្នុងមាត្រដ្ឋានច្រើនក្នុងពេលដំណាលគ្នា — តំណាងឱ្យការផ្លាស់ប្តូរពិតប្រាកដមួយនៅក្នុងរបៀបដែលសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធត្រូវបានបញ្ជាក់។ ជំនួសឱ្យការជ្រើសរើសសម្ភារៈដ៏ល្អបំផុតតែមួយសម្រាប់គ្រឿងបន្លាស់ វិស្វករកំពុងចាប់ផ្តើមរចនាបន្សំសម្ភារៈដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់ករណីផ្ទុកជាក់លាក់ ជម្រាលសីតុណ្ហភាព និងរបៀបបរាជ័យដែលគ្រឿងបន្លាស់នឹងឃើញនៅក្នុងសេវាកម្ម។

ស៊ុមប្រកួតប្រជែង — ក្រាហ្វីន ទល់នឹង ជាតិសរសៃកាបូន សារធាតុ CNT ទល់នឹង ជាតិសរសៃកាបូន — ខុសទិសដៅដែលបច្ចេកវិទ្យាកំពុងធ្វើចលនា។ ចម្លើយចំពោះ "អ្វីដែលខ្លាំងជាងជាតិសរសៃកាបូន" គឺកាន់តែខ្លាំងឡើង៖ សមាសធាតុដែលមានជាតិសរសៃកាបូនជាដំណាក់កាលពង្រឹងមួយក្នុងចំណោមដំណាក់កាលពង្រឹងជាច្រើន ដែលដំណាក់កាលនីមួយៗរួមចំណែកដល់កន្លែងដែលវាដំណើរការល្អបំផុត។

សេចក្តីសង្ខេប

ជាតិសរសៃកាបូន មិនមែនជាសម្ភារៈរឹងមាំបំផុតនោះទេ។ វាគឺជាសម្ភារៈរឹងមាំជាក់ស្តែងបំផុតនៅទូទាំងកម្មវិធីរចនាសម្ព័ន្ធជាច្រើនប្រភេទ — ហើយនោះជាចំណងជើងដែលពិបាកដកចេញជាងរង្វាស់ការអនុវត្តតែមួយ។