19 мая японская компания Toray объявила о разработке высокоэффективной технологии теплопередачи, которая повышает теплопроводность композитов на основе углеродного волокна до уровня, характерного для металлических материалов. Технология эффективно переносит тепло, генерируемое внутри материала, наружу по внутреннему каналу, способствуя замедлению старения аккумуляторов в секторе мобильного транспорта.
Углеродное волокно, известное своей лёгкостью и высокой прочностью, в настоящее время используется для изготовления деталей аэрокосмической, автомобильной, строительной промышленности, спортивного инвентаря и электронного оборудования. По сравнению с легированными материалами, его низкая теплопроводность всегда была недостатком, и учёные годами пытались улучшить этот аспект. В условиях бурного развития новых видов транспорта, ориентированных на взаимосвязь, совместное использование, автоматизацию и электрификацию, композитный материал на основе углеродного волокна стал незаменимым средством для энергосбережения и снижения веса соответствующих компонентов, особенно компонентов аккумуляторных батарей. Поэтому всё более актуальной становится задача устранения недостатков углеродного волокна и эффективного повышения теплопроводности углеродного волокна.
Ранее учёные пытались проводить тепло, добавляя слои графита. Однако графитовый слой легко трескается, разрушается и повреждается, что снижает эксплуатационные характеристики композитов на основе углеродного волокна.
Чтобы решить эту проблему, компания Toray создала трёхмерную сеть из пористого углепластика высокой твёрдости и укороченного углеродного волокна. В частности, пористый углепластик используется для поддержки и защиты графитового слоя, образуя теплопроводящую структуру, а затем на его поверхность наносится препрег из углепластика. В результате теплопроводность обычного углепластика труднодостижима, даже выше, чем у некоторых металлических материалов, без ухудшения механических свойств.
Что касается толщины и положения графитового слоя, то есть пути теплопроводности, Toray реализовала полную свободу проектирования, чтобы добиться точного терморегулирования деталей.
Благодаря этой запатентованной технологии Toray сохраняет преимущества углепластика: лёгкость и высокую прочность, а также эффективно отводит тепло от аккумуляторной батареи и электронных схем. Ожидается, что данная технология найдёт применение в таких областях, как мобильный транспорт, мобильная электроника и носимые устройства.
Время публикации: 24 мая 2021 г.
