ຄຸນສົມບັດທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂອງວັດສະດຸເອເລັກໂຕຣດແກຣໄຟດ໌ແບບໃໝ່ (ເຊັ່ນ: ແກຣໄຟດ໌ທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນ ແລະ ແກຣໄຟດ໌ໄອໂຊສະແຕຕິກ) ແມ່ນຫຍັງ?

ວັດສະດຸເອເລັກໂຕຣດແກຣໄຟດລຸ້ນໃໝ່ໄດ້ບັນລຸການປັບປຸງທີ່ກ້າວໜ້າໃນດ້ານຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ, ຄຸນສົມບັດທາງຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມໝັ້ນຄົງທາງເຄມີ, ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການປຸງແຕ່ງ. ແກຣໄຟດທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນ ແລະ ແກຣໄຟດທີ່ຜະລິດຈາກໄອໂຊສະແຕຕິກ, ຜົນງານຫຼັກ ແລະ ຄຸນຄ່າການນຳໃຊ້ຂອງພວກມັນມີດັ່ງນີ້:

I. ແກຣໄຟດ໌ທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນ: ການປັບປຸງຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກແບບປະຕິວັດ

1. ຄວາມເຂັ້ມແຂງ ແລະ ໂມດູລັດສະໄພຣ໌
ໂດຍການໃສ່ກຣາຟີນໃນປະລິມານໜ້ອຍ (0.075 wt%) ເຂົ້າໄປໃນເສັ້ນໄຍຄາບອນ PAN, ຄວາມແຂງແຮງຂອງພວກມັນບັນລຸ 1916 MPa, ແລະໂມດູລັດຂອງ Young ບັນລຸ 233 GPa, ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນການເພີ່ມຂຶ້ນ 225% ແລະ 184% ຕາມລຳດັບ, ເມື່ອທຽບກັບເສັ້ນໄຍຄາບອນ PAN ບໍລິສຸດ. ຄວາມກ້າວໜ້ານີ້ແມ່ນເກີດຈາກການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງກຣາຟີນຂອງໂຄງສ້າງຈຸລະພາກຂອງເສັ້ນໄຍຄາບອນ:

• ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມพรຸນ: ການເພີ່ມ graphene ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຂະໜາດຂອງຮູຂຸມຂົນພາຍໃນ ແລະ ຊ່ອງຫວ່າງພາຍໃນເສັ້ນໃຍຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເກືອບຈະລົບລ້າງຮູຂຸມຂົນນ້ອຍໆໃນແກນທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງ (0.1 wt%), ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼຸດຜ່ອນຈຸດຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຄວາມກົດດັນ.
• ໂຄງສ້າງແກຣໄຟທ໌ທີ່ເປັນລະບຽບ: ການວິເຄາະດ້ວຍແສງ Raman ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າແຜ່ນນາໂນກຣາຟີນຖືກອ້ອມຮອບດ້ວຍໂຄງສ້າງແກຣໄຟທ໌ທີ່ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການເຜົາໄໝ້ຂອງ PAN, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຕາຂ່າຍແກຣໄຟທ໌ທີ່ສົມບູນກວ່າເກົ່າມີຂໍ້ບົກຜ່ອງໜ້ອຍລົງ ແລະ ທິດທາງຂອງຜລຶກທີ່ດີຂຶ້ນ.

2. ສະຖານະການການນຳໃຊ້ທີ່ຂະຫຍາຍອອກໄປ

• ການບິນອະວະກາດ: ວັດສະດຸປະສົມແກຣໄຟທ໌ທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນ, ມີຄວາມໜາແໜ້ນພຽງແຕ່ 60% ຂອງໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຫລໍ່ເປັນຊິ້ນດຽວ (ຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ຕົວຍຶດ), ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອົງປະກອບໂຄງສ້າງຂອງເຮືອບິນ (ເຊັ່ນ: ການໃຊ້ວັດສະດຸປະສົມ 50% ໃນ Boeing B-787), ຕົວຖັງຍານອະວະກາດ, ແລະ ຊິ້ນສ່ວນດາວທຽມ.
• ການຜະລິດລະດັບສູງ: ຄວາມຕ້ານທານການລະລາຍຂອງພວກມັນເຮັດໃຫ້ພວກມັນມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍສໍາລັບປາຍເຄື່ອງຈັກຈະຫຼວດ, ໂຄງສ້າງແກນເຕົາປະຕິກອນນິວເຄຼຍ, ແລະສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງອື່ນໆ.

II. ແກຣໄຟດ໌ໄອໂຊສະແຕຕິກ: ຄວາມກ້າວໜ້າທີ່ສົມບູນແບບໃນຫຼາຍຄຸນສົມບັດ

1. ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ: ລື່ນກວ່າເຫຼັກແບບດັ້ງເດີມ

• ຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ ແລະ ໄອໂຊໂທຣປີ: ຜ່ານການກົດດັນແບບໄອໂຊສະແຕັກ, ຄວາມຕ້ານທານແຮງດຶງຂອງມັນເກີນ 1000 MPa (ເກີນກວ່າເຫຼັກທຳມະດາຫຼາຍ), ດ້ວຍອັດຕາສ່ວນໄອໂຊໂທຣປີ 1.0–1.1, ເຊິ່ງລົບລ້າງຂໍ້ບົກຜ່ອງແບບ anisotropic ຂອງ graphite ທຳມະດາ.
• ຄວາມໜາແໜ້ນສູງ ແລະ ທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່: ດ້ວຍຄວາມໜາແໜ້ນຂອງມວນສານ 1.95 g/cm³, ຄວາມແຂງແຮງຂອງການດັດງໍເກີນ 80 MPa, ແລະ ຄວາມແຂງແຮງຂອງການບີບອັດຕັ້ງແຕ່ 200–260 MPa, ມັນເໝາະສົມສຳລັບການຜະລິດຜ້າເບກ, ປະທັບຕາ ແລະ ແບຣິ່ງທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ.

2. ຄຸນສົມບັດທາງຄວາມຮ້ອນ: ຄວາມໝັ້ນຄົງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ຮຸນແຮງ

• ຄວາມຕ້ານທານອຸນຫະພູມສູງ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນ: ໃນບັນຍາກາດທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາ, ຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກຂອງມັນສູງສຸດທີ່ 2500°C, ມີຈຸດລະລາຍ 3650°C ແລະ ຈຸດເດືອດ 4827°C. ຄ່າສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນຕໍ່າຂອງມັນຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການປ່ຽນແປງດ້ານມິຕິ, ເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມສຳລັບເອເລັກໂຕຣດຈູດໄຟຂອງຈະຫຼວດ, ປາຍສີດ, ແລະ ອົງປະກອບອຸນຫະພູມສູງອື່ນໆ.
• ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນສູງ: ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດຂອງມັນຊ່ວຍໃຫ້ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນໄດ້ໄວ, ເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນ, ເຊັ່ນໃນອົງປະກອບສະໜາມຄວາມຮ້ອນຂອງເຕົາເຜົາແບບ CZ ແບບຜລຶກດຽວທີ່ດຶງໂດຍກົງ (ໝໍ້ຕົ້ມ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນ).

3. ຄວາມໝັ້ນຄົງທາງເຄມີ: ຄວາມຕ້ານທານການກັດກ່ອນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການຜຸພັງ
ມັນຍັງຄົງຄວາມໝັ້ນຄົງໃນກົດທີ່ແຮງ, ດ່າງ, ແລະ ຕົວລະລາຍອິນຊີ, ຕ້ານທານການກັດກ່ອນຈາກໂລຫະທີ່ລະລາຍ ແລະ ແກ້ວ, ເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມສຳລັບພາຊະນະເຄມີ, ໂຄງສ້າງແກນເຕົາປະຕິກອນນິວເຄຼຍ, ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ກັດກ່ອນອື່ນໆ.

4. ຄວາມສາມາດໃນການປຸງແຕ່ງ: ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ
ມັນສາມາດຖືກເຄື່ອງຈັກໃຫ້ເປັນຮູບຮ່າງໃດກໍໄດ້ເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການດ້ານການອອກແບບທີ່ສັບສົນ, ເຊັ່ນ: ຂົ້ວໄຟຟ້າສຳລັບການເຄື່ອງຈັກປ່ອຍໄຟຟ້າ ແລະ ແມ່ພິມແກຣໄຟດສຳລັບການຫລໍ່ໂລຫະຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.

III. ອຸດສາຫະກຳ ແລະ ທິດທາງໃນອະນາຄົດຂອງວັດສະດຸເອເລັກໂຕຣດກຣາໄຟທ໌ລຸ້ນໃໝ່

1. ຄວາມກ້າວໜ້າຂອງອຸດສາຫະກຳ

• ແກຣໄຟທ໌ໄອໂຊສະແຕຕິກ: ສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດທົ່ວໂລກຂອງມັນສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ໂດຍມີການຂະຫຍາຍກຳລັງການຜະລິດໃນອິນໂດເນເຊຍ ແລະ ໂມຣັອກໂຄ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຕຳແໜ່ງອຸດສາຫະກຳຂອງຕົນແຂງແຮງຂຶ້ນຕື່ມອີກ.
• ແກຣໄຟດ໌ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນ: ມັນໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງສຳເລັດຜົນໂດຍລູກຄ້າແບັດເຕີຣີຊັ້ນນຳລະດັບສາກົນ ແລະ ພວມນຳພາການພັດທະນາມາດຕະຖານສາກົນແຫ່ງທຳອິດຂອງໂລກ,ລາຍລະອຽດສະເພາະສຳລັບວັດສະດຸອາໂນດນາໂນ-ຊິລິໂຄນສຳລັບແບັດເຕີຣີລິທຽມ-ໄອອອນ.

2. ຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີໃນອະນາຄົດ

• ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງວັດຖຸດິບ: ການຫຼຸດຜ່ອນຂະໜາດຂອງອະນຸພາກລວມ (ເຊັ່ນ: ຜ່ານການດັດແປງຜົງໂຄກຂັ້ນສອງເປັນ 2–5 μm) ເພື່ອປັບປຸງຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ.
• ນະວັດຕະກໍາເຕັກໂນໂລຊີການເຜົາຜານດ້ວຍກຣາຟິໄທເຊຊັນ: ເຕັກໂນໂລຊີການເຜົາຜານດ້ວຍກຣາຟິໄທເຊຊັນດ້ວຍໄມໂຄເວຟຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານລົງ 30% ແລະ ຫຼຸດວົງຈອນການຜະລິດລົງ, ຊ່ວຍໃຫ້ການນຳໃຊ້ໃນຂະໜາດໃຫຍ່ງ່າຍຂຶ້ນ.
• ນະວັດຕະກໍາໂຄງສ້າງ: ຕົວຢ່າງ, ຂົ້ວບວກກຣາໄຟທ໌ແບບສອງຊັ້ນສາມາດບັນລຸຄວາມສາມາດໃນການສາກໄຟໄວໄດ້ 6 ນາທີ, 60% ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານ ≥230 Wh/kg ຜ່ານການແຈກຢາຍແບບສອງຊັ້ນຂອງຂະໜາດອະນຸພາກ ແລະ ຄວາມพรຸນ.