කාබන් තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද මිනිරන් සහ සමස්ථානික මිනිරන් වැනි නව මිනිරන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යවල (කාබන් තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද මිනිරන් සහ සමස්ථානික මිනිරන් වැනි) පෙරළිකාර ගුණාංග මොනවාද?

නව මිනිරන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය යාන්ත්‍රික ගුණාංග, තාප ගුණාංග, රසායනික ස්ථායිතාව සහ සැකසුම් හැකියාවෙහි කැපී පෙනෙන වැඩිදියුණු කිරීම් අත්කර ගෙන ඇත. කාබන් ෆයිබර්-ශක්තිමත් කරන ලද මිනිරන් සහ සමස්ථානික මිනිරන් මගින් නිරූපණය වන අතර, ඒවායේ මූලික කාර්ය සාධන ඉදිරි ගමන සහ යෙදුම් අගයන් පහත පරිදි වේ:

I. කාබන් ෆයිබර්-ශක්තිමත් කරන ලද මිනිරන්: යාන්ත්‍රික ගුණාංගවල විප්ලවීය වැඩිදියුණු කිරීම

1. ශක්තිය සහ මොඩියුලස් සර්ජ්
PAN කාබන් තන්තු වලට ග්‍රැෆීන් කුඩා ප්‍රමාණයක් (0.075 wt%) හඳුන්වා දීමෙන්, ඒවායේ ආතන්ය ශක්තිය 1916 MPa දක්වා ළඟා වන අතර, යංග්ගේ මාපාංකය 233 GPa දක්වා ළඟා වන අතර, එය පිරිසිදු PAN කාබන් තන්තු හා සසඳන විට පිළිවෙලින් 225% සහ 184% ක වැඩිවීමක් නියෝජනය කරයි. මෙම ඉදිරි ගමන කාබන් තන්තු ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය ග්‍රැෆීන් විසින් ප්‍රශස්තිකරණය කිරීමෙන් පැන නගී:

• අඩු වූ සිදුරු: ග්‍රැෆීන් එකතු කිරීම තන්තු තුළ ඇති අභ්‍යන්තර සිදුරු සහ හිස්තැන් වල ප්‍රමාණය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි, ඉහළ සාන්ද්‍රණයකදී (0.1 wt%) අක්ෂීය ක්ෂුද්‍ර සිදුරු පාහේ ඉවත් කරයි, එමඟින් ආතති සාන්ද්‍රණ ලක්ෂ්‍ය අඩු කරයි.
• අනුපිළිවෙලට සකස් කරන ලද මිනිරන් ව්‍යුහය: රාමන් වර්ණාවලීක්ෂය මගින් හෙළි වන්නේ ග්‍රැෆීන් නැනෝෂීට් පෑන් කාබනීකරණයේදී සාදන ලද මිනිරන් ව්‍යුහයෙන් වට වී ඇති බවත්, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අඩු දෝෂ සහ වැඩිදියුණු කළ ස්ඵටික දිශානතියක් සහිත වඩාත් සම්පූර්ණ මිනිරන් දැලිසක් ඇති වන බවත්ය.

2. පුළුල් කළ යෙදුම් අවස්ථා

• අභ්‍යවකාශය: ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහයේ ඝනත්වය මෙන් 60% ක් පමණක් වන සහ තනි කැබැල්ලක් ලෙස අච්චු කිරීමේ හැකියාව (ගාංචු භාවිතය අඩු කිරීම) සහිත කාබන් තන්තු-ශක්තිමත් කරන ලද මිනිරන් සංයුක්ත, ගුවන් යානා ව්‍යුහාත්මක සංරචක (උදා: බෝයිං B-787 හි 50% සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය භාවිතය), දියත් කිරීමේ වාහන සිරුරු සහ චන්ද්‍රිකා කොටස් සඳහා බහුලව භාවිතා වේ.
• ඉහළ මට්ටමේ නිෂ්පාදනය: ඒවායේ ඉවත් කිරීමේ ප්‍රතිරෝධය රොකට් එන්ජින් තුණ්ඩ, න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක හර ව්‍යුහයන් සහ අනෙකුත් ආන්තික පරිසරයන් සඳහා ඒවා ඉතා වැදගත් වේ.

II. සමස්ථානික මිනිරන්: බහු ගුණාංග හරහා පුළුල් ඉදිරි ගමනක්

1. යාන්ත්‍රික ගුණාංග: සාම්ප්‍රදායික වානේ අභිබවා යාම

• ඉහළ ශක්තිය සහ සමස්ථානික පීඩනය: සමස්ථානික පීඩනය හරහා, එහි ආතන්ය ශක්තිය 1000 MPa ඉක්මවයි (සාමාන්‍ය වානේවලට වඩා බෙහෙවින් වැඩි), 1.0–1.1 සමස්ථානික අනුපාතයක් සහිතව, සාම්ප්‍රදායික මිනිරන් වල ඇනිසොට්‍රොපික් දෝෂ ඉවත් කරයි.
• ඉහළ ඝනත්වය සහ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය: 1.95 g/cm³ තොග ඝනත්වය, 80 MPa ඉක්මවන නම්‍යශීලී ශක්තිය සහ 200–260 MPa දක්වා සම්පීඩ්‍යතා ශක්තියක් සහිතව, එය ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත තිරිංග පෑඩ්, මුද්‍රා සහ ෙබයාරිං නිෂ්පාදනය සඳහා සුදුසු වේ.

2. තාප ගුණාංග: ආන්තික තත්වයන් යටතේ ස්ථායිතාව

• අධි-උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධය සහ තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධය: නිෂ්ක්‍රීය වායුගෝලවල, එහි යාන්ත්‍රික ශක්තිය 2500°C දී උපරිම වන අතර, ද්‍රවාංකය 3650°C සහ තාපාංකය 4827°C වේ. එහි අඩු තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය මාන වෙනස්කම් අවම කරයි, එය රොකට් ජ්වලන ඉලෙක්ට්‍රෝඩ, තුණ්ඩ සහ අනෙකුත් ඉහළ-උෂ්ණත්ව සංරචක සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.
• ඉහළ තාප සන්නායකතාවය: එහි විශිෂ්ට තාප සන්නායකතාවය වේගවත් තාප විසර්ජනය සක්‍රීය කරයි, CZ වර්ගයේ තනි-ස්ඵටික සෘජු-ඇදීමේ උදුන තාප ක්ෂේත්‍ර සංරචක (කෲසිබල්, හීටර්) වැනි උපකරණ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරයි.

3. රසායනික ස්ථායිතාව: විඛාදන ප්‍රතිරෝධය සහ ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය
එය ශක්තිමත් අම්ල, ක්ෂාර සහ කාබනික ද්‍රාවකවල ස්ථායීව පවතින අතර, උණු කළ ලෝහ සහ වීදුරු වලින් ඛාදනයට ප්‍රතිරෝධී වන අතර, රසායනික බහාලුම්, න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක හර ව්‍යුහයන් සහ අනෙකුත් විඛාදන පරිසරයන් සඳහා සුදුසු වේ.

4. සැකසීමේ හැකියාව: නම්‍යශීලීභාවය සහ නිරවද්‍යතාවය
විද්‍යුත් විසර්ජන යන්ත්‍රෝපකරණ සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සහ අඛණ්ඩ ලෝහ වාත්තු කිරීම සඳහා මිනිරන් අච්චු වැනි සංකීර්ණ සැලසුම් අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා එය ඕනෑම හැඩයකට යන්ත්‍රගත කළ හැකිය.

III. නව ග්‍රැෆයිට් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යවල කාර්මිකකරණය සහ අනාගත දිශාවන්

1. කාර්මිකකරණ ප්‍රගතිය

• සමස්ථානික මිනිරන්: ඉන්දුනීසියාවේ සහ මොරොක්කෝවේ ධාරිතා ප්‍රසාරණයන් එහි කර්මාන්ත තත්ත්වය තවදුරටත් ශක්තිමත් කිරීමත් සමඟ එහි ගෝලීය වෙළඳපල කොටස අඛණ්ඩව ඉහළ යයි.
• කාබන් ෆයිබර්-ශක්තිමත් කරන ලද මිනිරන්: එය ජාත්‍යන්තර ප්‍රමුඛ බැටරි සේවාදායකයින් විසින් සාර්ථකව භාවිතා කර ඇති අතර ලොව ප්‍රථම ජාත්‍යන්තර ප්‍රමිතිය සංවර්ධනය කිරීම සඳහා පෙරමුණ ගෙන සිටී,ලිතියම්-අයන බැටරි සඳහා නැනෝ-සිලිකන් ඇනෝඩ ද්‍රව්‍ය සඳහා සවිස්තරාත්මක පිරිවිතර හිස්.

2. අනාගත තාක්ෂණික ඉදිරි ගමන

• අමුද්‍රව්‍ය ප්‍රශස්තිකරණය: යාන්ත්‍රික ගුණාංග වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා සමස්ත අංශු ප්‍රමාණය අඩු කිරීම (උදා: ද්විතියික කෝක් කුඩු වෙනස් කිරීම හරහා 2–5 μm දක්වා).
• ග්‍රැෆිටයිසේෂන් තාක්‍ෂණ නවෝත්පාදනය: මයික්‍රෝවේව් ග්‍රැෆිටයිසේෂන් තාක්‍ෂණය බලශක්ති පරිභෝජනය 30% කින් අඩු කරන අතර නිෂ්පාදන චක්‍ර කෙටි කරයි, මහා පරිමාණයෙන් භාවිතා කිරීමට පහසුකම් සපයයි.
• ව්‍යුහාත්මක නවෝත්පාදනය: උදාහරණයක් ලෙස, ද්විත්ව-අනුක්‍රමික ග්‍රැෆයිට් ඇනෝඩ, අංශු ප්‍රමාණයේ සහ සිදුරු සහිත ද්විත්ව අනුක්‍රමික ව්‍යාප්තියක් හරහා ≥230 Wh/kg ශක්ති ඝනත්වයක් පවත්වා ගනිමින් මිනිත්තු 6 ක, 60% ක වේගවත් ආරෝපණ හැකියාවක් ලබා ගනී.