Karbon tolali kompozitlar: past tog'li iqtisodiyotni rivojlantirish uchun asosiy materiallar imkoniyatlari va muammolari

Materialshunoslik va sanoat iqtisodiyoti nuqtai nazaridan ushbu maqola past tog'li iqtisodiyot sohasidagi uglerod tolali kompozit materiallarning rivojlanish holatini, texnik muammolarini va kelajakdagi tendentsiyalarini tizimli ravishda tahlil qiladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, uglerod tolasi engil vaznli samolyotlarda muhim afzalliklarga ega bo'lsa-da, xarajatlarni nazorat qilish, jarayonni optimallashtirish va standart tizim qurilishi hali ham uning keng ko'lamli qo'llanilishini cheklovchi asosiy omillardir.

1. Uglerod tolasi materialining xarakteristikalari past balandlikdagi iqtisod bilan muvofiqligini tahlil qilish

Mexanik xususiyatlarning afzalliklari:

• O'ziga xos kuch 2450MPa / (g / sm³) ga etadi, bu aviatsiya alyuminiy qotishmasidan 5 baravar ko'pdir.
• Maxsus modul 230GPa/(g/sm³) dan oshadi, bunda og‘irlikni sezilarli darajada kamaytiradi

Iqtisodiy qo'llanilishi:

• Dron strukturasining og'irligini 1 kg ga kamaytirish energiya sarfini taxminan 8-12% ga kamaytirishi mumkin.
• eVTOL vaznining har 10% kamayishi uchun kruiz masofasi 15-20% ga oshadi.

2. Sanoat rivojlanishining hozirgi holati

Global bozor tuzilishi:

• 2023 yilda uglerod tolasiga global umumiy talab 135 ming tonnani tashkil etadi, shundan aerokosmik soha 22% ni tashkil qiladi.
• Yaponiyaning Toray kompaniyasi kichik avtomashinalar bozorining 38 foizini egallaydi.

Ichki taraqqiyot:

• Ishlab chiqarish quvvatlarining yillik murakkab o'sish sur'ati 25% ga etadi (2018-2023).
• T700 ning mahalliylashtirish darajasi 70% dan oshadi, biroq T800 va undan yuqorisi hali ham importga tayanadi.

3. Asosiy texnik to'siqlar

Materiallar darajasi:

• Prepreg jarayonining barqarorligi (CV qiymati 3% ichida nazorat qilinishi kerak)
• Kompozit materiallar interfeysi bog'lanish kuchi (80MPa dan ortiq bo'lishi kerak)

Ishlab chiqarish jarayoni:

• Avtomatlashtirilgan yotqizish samaradorligi (hozirda 30-50kg / soat, maqsad 100kg / soat)
• Qattiqlashuv davrini optimallashtirish (an'anaviy avtoklav jarayoni 8-12 soat davom etadi)

4. Past balandlikda iqtisodiy qo'llash istiqbollari

Bozor talabi prognozi:

• 2025 yilda eVTOL uglerod tolasiga talab 1500-2000 tonnaga etadi
• 2030-yilda dron sohasida talab 5000 tonnadan oshishi kutilmoqda

Texnologiyani rivojlantirish tendentsiyalari:

• Kam xarajat (maqsad $80-100/kg gacha)
• Intellektual ishlab chiqarish (raqamli egizak texnologiyasini qo'llash)
• Qayta ishlash va qayta foydalanish (kimyoviy qayta ishlash usulining samaradorligini oshirish)