Thực trạng và hướng phát triển

Một phần của tài liệu CƠ SỞ VẬT LIỆU VÀ BẢO VỆ ĂN MÒN tổng quan vật liệu composite ĐH BK HCM (Trang 34 - 36)

Vật liệu CMC có tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong hàng không vu trụ, trong quân sự và trong công nghiệp, mặc dù vẫn còn một số trở ngại khi sử dụng ở quy mô lớn hơn. Trong ngành cơng nghiệp hạt nhân, ngồi những hạn chế về nhiệt độ hoạt động, khả năng chống chịu trong điều kiện oxy hóa và oxy hóa yếu, và độ bền cơ học ở nhiệt độ cao, cịn có những hạn chế khác như tác động của bức xạ và ngăn chặn chất phóng xạ, làm cho việc sử dụng chúng trong nhà máy điện hạt nhân trở nên phức tạp hơn. [10]

Vì lý do kinh tế, vật liệu C/SiC thường được sử dụng khi khơng có vật liệu thay thế, trừ phi có được những cải tiến kỹ thuật đáng kể hoặc có lợi thế về thị trường. Do đó, các vật liệu hiệu suất cao như C/SiC được gia cố bằng sợi liên tục chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng hàng không vu trụ chịu tải cao về mặt cơ học, trong khi vật liệu C/C-SiC chi phí thấp hơn mở ra các lĩnh vực ứng dụng mới, chẳng hạn như đĩa phanh. Năm 2006, có khoảng 50 000 - 70 000 đĩa phanh CMC đã được sản xuất. Việc ứng dụng rộng rãi trên các loại xe ơ tơ bình thường vẫn cịn hạn chế do sự cạnh tranh mạnh mẽ với đĩa phanh làm bằng kim loại. Chi phí sản xuất đĩa thép dưới 10 €/đĩa, trong khi đĩa CMC 5 kg/đĩa có giá trên 500 €/đĩa. Tốc độ sản xuất tăng từ vài nghìn đĩa vào năm 2002 lên khoảng 90 000 đĩa mỗi năm và khoảng 240 tấn mỗi năm vào năm 2011. Trong quá trình sản xuất bộ phận quan trọng về an toàn này, người ta ghi lại khoảng 600 dữ liệu từ quá trình xử lý và kiểm tra chất lượng cho mỗi đĩa phanh, từ đó xây dựng tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng theo VDA 6.1 và ISO 9001:2000. [10]

Có nhiều chương trình nghiên cứu thiết kế CMC cho từng ứng dụng. Những nghiên cứu dài hạn này cần rất nhiều phương tiện về con người và tài chính. Bởi vậy nên các nhà sản xuất thường do dự trong việc tài trợ, hầu hết các nghiên cứu đều được hỗ trợ bởi các tổ chức nhà nước. [10]

Để sản xuất các C/SiC ở quy mô trung bình, một số quy trình đã được cải tiến trong tồn bộ dây chuyền sản xuất. Ví dụ, có thể giảm đáng kể thời gian chu kỳ của các bước ở nhiệt độ cao, nhiệt phân và silic hóa bằng cách đưa vào các quy trình liên tục, thay thế các quy trình hàng loạt khơng liên tục, tốn thời gian. Sử dụng kết hợp các công nghệ mới, tốc độ gia nhiệt nhanh hơn và kiểm sốt được, đồng thời cung có khả năng giảm thời gian chu kỳ. Song song phải nghiên cứu chiến lược hiệu quả về chi phí gia cơng vật liệu CMC để đưa vật liệu này vào nhiều lĩnh vực ứng dụng khác và mở rộng các ứng dụng hiện tại cho các thị trường đại chúng. [10]

Các nhà sản xuất vẫn đang có những nỗ lực rất lớn trong việc giảm dần chi phí. Giá thực tế của phanh Concorde đầu tiên là khoảng 3500 $/kg và giá này giảm còn 440 - 2900 $/kg năm 1996. Sản lượng phanh của phương Tây ước tính là 2000 tấn C/C và 500 tấn C/SiC một năm. Đối với các đĩa phanh máy bay, thị trường vật liệu dường như đang ở giai đoạn bình ngun nhưng có thể mong đợi những tiến triển xa hơn. Vật liệu C/SiC vẫn đang trong giai đoạn đầu thâm nhập thị trường và đã được phát triển thành công cho các ứng dụng ma sát khác nhau, ví dụ đĩa phanh độ ổn định cao trong điều kiện động và tĩnh cho thang máy. [10]

Một phần của tài liệu CƠ SỞ VẬT LIỆU VÀ BẢO VỆ ĂN MÒN tổng quan vật liệu composite ĐH BK HCM (Trang 34 - 36)

Tải bản đầy đủ (DOCX)

(37 trang)
w