Та автомашины үзэсгэлэн дээр карбон ширхэгт спортын автомашин харах үедээ анхны бодолдоо "Энэ материал маш их үнэтэй байх шиг л" гэж бодож байсан уу? Та карбон ширхэгт усны савны тайлбарыг унших үедээ машинаар "Уналтад хугарч эвдэрнэ, зэвэрдэггүй ган шиг тэсвэртэй биш" гэж бодож байсан уу? Эсвэл ривилэгчийн тоног төхөөрөмж сонгохдоо зөвхөн хар өнгийн карбон ширхэгийг харж байхад бүтээгдэхүүнүүд , та энэ материал зөвхөн хар л байна гэж үздэг үү?
Жилийн туршлагатай нүүрстөрөгчийн шилэн материал дээр ажилласан мэргэжлийн хүмүүс болохоор бид эдгээр тархварын талаарх буруу ойлголтуудад ихэвчлэн дасаж чадсан. Нүүрстөрөгчийн шилэн материал анх одон орон, нисэх онгоцны салбараас хэрэглээний зах зээл рүү шилжих үедээ өндөр технологийн саад, хязгаарлагдмал хэрэглээ нь "үнэт", "мэдээж муу", "зөвхөн нэгэн ижил хар" гэх мэт шошгоор тодорхойлогдож байсан юм. Гэсэн хэдий ч масс үйлдвэрлэл, технологийн шинэчлэлтийн амжилтаар өнөөдрийн нүүрстөрөгчийн шилэн материал эдгээр стереотайпийг даван туулжээ. Энэ нь зардлыг хянах боломжийг олгох нь цаашлаад томоохон хэмжээний хэрэглээг идэвхжүүлж, металл материалын нөлөөллийн тэсвэрт чанарын туршилтанд өрсөлдөж, техникийн арга замаар ямар ч өнгийг илэрхийлэх боломжтой болсон.
Хэт үнэтэй юу? Үнэний ард дахь технологийн зардлыг илчлэх
"Нэг килограмм нүүрстөрөгчийн шилэн материал нь арван килограмм гантай эквивалент" гэсэн үг өргөн тархсан боловч өндөр үнэ нь хэзээ ч "материалын нэмэлт үнэ" биш байсан—энэ нь технологийн төвлөрсөн үйлдвэрлэлээс үүссэн зайлшгүй үр дүн юм.
Автомашиний цахиурт утасны жишээн дээр судлая. Түүний өртгийн бүтцэд гурван давхар технологийн саад байдаг.
Анхдагч материал алдагдаж байх хатуу дүрэм
Эргэлт, урьдчилан исэлдэх, цахиурших гэх мэт олон үйл явцыг туулсны дараа 2,2 тонн полиакрилонитрил анхдагч утаснаас зөвхөн 1 тонн цахиурт утас гарган авдаг. Энэ нь анхдагч материал нь гангаас тав дахин өртөмжтэй байна гэсэн үг юм.
Бодит энерги зарцуулалтын зардал
Дулааны боловсруулалтын үед 1000 градусаас дээш температурыг хадгалж байх шаардлагатай бөгөөд цахилгааны зардал нь нийт үйлдвэрлэлийн зардлын 30%-ийг эзэлдэг. Энэ нь 10 килограмм цахиурт утас үйлдвэрлэх тутамд 200 киловатт-цаг цахилгаан хэрэглэдэгтэй адил гэсэн үг юм.
Технологийн нарийвчлалын далд данс
Mercedes-Benz V260L загварын цахиурт утасны хувиргах багц нь 300-аас дээш давхар утасны даавууг нарийвчлан гар аргаар тавихыг шаарддаг. Аливаа буруу байрлуулалт бүтээгдэхүүнийг ашиглашгүй болгох боломжтой бөгөөд зөвхөн гадна талын хэсгүүдийн өртөг л 300,000 юань болдог.
Илүү чухал нь, энэ нь "зардал-үр ашгийн урвуулах"-ыг хангасан: нүүрстөрөгчийн шилэн бие дахин цайруулахаас 60% хөнгөн бөгөөд шинэ энергийн тээврийн хэрэгслийн явалтын зайг 15%-иар нэмэгдүүлдэг. Урт хугацааны энерги хэмнэлт анхны зардлыг хурдан нөхөж өгдөг. Масс үйлдвэрлэлийн технологид гарсан шинжлэх ухааны шинэчлэлтийн дүнд хэрэглээний зориулалтын нүүрстөрөгчийн шилний үнэ саяхан 10 жилийн өмнөхтэй харьцуулахад 70% буурсан бөгөөд ирээдүйд ердийн гэр бүлд илүү хүртээмжтэй болох болно.
Мөсөн дээр магнаж унах уу? Мөргөлдөөний тэсвэрт чанарын шалгалт үүний эсрэг баталгааг харуулж байна.
"Нүүрстөрөгчийн шил нь шил шиг муруй" гэсэн буруу ойлголт нь механик шинж чанарыг зөвхөн нэг талаас нь ойлгоход үүссэн. Хоёр төрлийн туршилтын өгөгдөл хүргэе:
Тунасан жинлэлтийн мөргөлдөөний шалгалт
10 кг жин, 2 метр өндөрт ижил нөхцөлд нийцүүлэн тусах үед 5 мм зузаан нүүрстөрөгчийн ширхэгт самбар зөвхөн бага зэргийн гадаргын муруйцал үзүүлсэн бол ижил зузаан хуванцар сплавын самбарт нэвтрэх трещин үүссэн. Энэ нь нүүрстөрөгчийн ширхэгт нь сталийнхаас долоон дахин их растяжимтгий бат бэх чанартай бөгөөд мөн ширхэг ба смолын синергетик харилцан үйлчлэлээр мөргөлдөөний энерги шингээх чадвартай байдагтай холбоотой юм.
Үнэн зөвийг баталгаажуулсан тохиолдлууд
Ford Mustang Shelby GT-ийн дрифт машин бүхэлдээ нүүрстөрөгчийн ширхэгт бие агуулдаг. 120 км/цаг-ийн мөргөлдөөний шалгалтанд сталийн бие ашигласан машинтай харьцуулахад биеийн деформаци 40%-иар буурсан бөгөөд суудлын хэсэг бүрэн хадгалагдсан. Уралдааны өгөгдлөөр нүүрстөрөгчийн ширхэгт бие мөргөлдөөнтэй холбоотой гэмтлийн эрсдлийг 65%-иар бууруулдаг.
Энэ “бат боловч хугарч сайхан” шинж чанар нь цэргийн онгоцны салбарт огторгуйн бөхийлтийн ноцлоос тэсвэрлэх, ачааны жинг багасгах зорилгоор дэлхийн хөндийн хөлөгт үндсэн материал болгон ашигладаг шалтгаан юм.
Зөвхөн хар өнгө үү? Ягаан будаат нүүрстөрөгчийн шилжилт давхарга урт хугацаанд массовоор үйлдвэрлэгдэж, хэрэглэгдэж байна.
Уламжлалт нүүрстөрөгчийн шилжилт давхарга нь гадаргууд sp²-гибридчилсэн нүүрстөрөгчийн атомын π электроны хялгасан хальс бүх харагдах гэрлийн спектрийг шингээдэг тул ерөнхийдөө хар өнгөтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч энэхүү технологийн саадыг одоо даван туулсан.
Уханы Текстильний Их Сургуулийн Хү Вэйлинь Шинжлэх Ухааны Академийн багийн боловсруулсан микро-нано бүтцийн будааны технологи нүүрстөрөгчийн шилжилт давхаргад өнгө өгсөн байна: Магнетрон цацрагч аргыг ашиглан шилжилт давхаргын гадаргуу дээр нанометрийн үелэх бүтцийг бий болгох, гэрлийн интерференцийн үзэгдлийг ашиглан өнгийг гаргах энэ технологи нийгэмд ноцтой нөлөөгүй, өнгө нь их хугацаанд өөрчлөгдөхгүйгээр хадгалагдах нь мөн л анхны механик шинж чанарыг хадгалж чаддаг. Одоогийн байдлаар үйлдвэрлэж буй өнгөт нүүрстөрөгчийн шилжилт давхаргууд улаан, хөх, алтан гэх мэт олон өнгийн спектртэй бөгөөд дараах гурван чиглэлд практик хэрэглээтэй болсон:
Ахлах ангийн хэрэглээний салбар
Ричард Миллийн Жимсүүд цуглуулга нь хар болон өнгөтэй нүүрстөрөгчийн шилжингийг ээлжлэн давхарлан хүчтэй шахаж, HRC55 хатуургатай, нержавейка баганаас 40% хөнгөн жинтэй, хангангилах өнгөний нүүрстөрөгчийн шилэн тохойгоор хийсэн юм.
Автомашины тохируулгын салбар
Улаан нүүрстөрөгчийн шилэн спойлерууд нь ажиллагааны автомашинуудын онцлог болох болсон бөгөөд зарим орон дотоодын үйлдвэрлэгчид одоогоор томоохон хэмжээгээр үйлдвэрлэх боломжтой болсон.
Оюунлаг хэрэгслүүдийн салбар
Мөнгөн цацруулсан цахилгаан дамжуулагч нүүрстөрөгчийн шилээр хийсэн эрүүл мэндийн барьц нь зүрхний цохилтыг хянахад тусалдаг бөгөөд 100,000 нугалах үед ч деформацид орохгүй тэсвэрт чанартай.
Эдгээр өнгөтэй бүтээгдэхүүнүүдийн гарал нь нүүрстөрөгчийн шиллэгийг "индустрийн материал"-аас "загварын элемент" болгон хувиргаж байна.
Урьдчилан ойлголт алдах: Нүүрстөрөгчийн шиллэгийн дараагийн арван жил
Агаарын хөлгийн салбарт шинэлэг материал байснаас эхлээд хэрэглээний зах зээлд хүртээмжтэй болох хүртэлх нүүрстөрөгчийн шилжилтийн эврийн хөгжил зогсох тэмдэг байхгүй байна. Нүүрстөрөгчийн эврийн 30% зардал нь цахилгаанаас үүдэлтэй гэдгийг (ирээдүйд цэнгэг цахилгаанаар бууруулах боломжтой) авч үзвэл, түүний гэмтэлд тэсвэрт чанар нь металл бодисоос хамаагүй илүү ба өнгөний сонголтууд нь тасралтгүй өргөжсөөр байгаа нь технологийн шинэчлэлтийн дараацад нүүрстөрөгчийн эврийн талаарх „стереотайп“-ууд нэг нэгээрээ задарч байгааг илтгэж байна.
Зохиогчийн эрх © 2026 Зангиаган Вэйнуо Композитын ХХК. Бүх эрх хуулиар хамгаалагдсан
EN
