معامل | الكربون المعزز (C/C) | كربون-سيراميك (C/SiC) |
التكوين الأساسي | تقريبًا مصفوفة ألياف الكربون النقية (منسوجة/محبوكة) مرتبطة بمصفوفة كربونية. | ألياف الكربون + مصفوفة سيراميكية أو ركيزة كربونية مع طلاء/نقع سيراميك كربيد السيليكون. |
تصنيع نموذجي | الكربنة/الجرافيتة عالية الحرارة للأشكال الأولية عبر عمليات CVI/PIP/CVI+CVD. لديها دورات معالجة طويلة ودرجة حرارة جرافيتة عالية. | المادة السابقة البوليمرية أو طرق CVI التي تتبعها تغلغل السيليكون أو التلبيد لإنتاج روابط SiC. معالجة بدرجات حرارة عالية ولكن مع كيميائيات مختلفة. |
الميكروهيكل والأنيسوتروبي | شديد الاتجاهية - الخصائص (الحرارية، الميكانيكية) تعتمد على اتجاه الألياف. يمكن تصميمه لتوصيل/قوة اتجاهية. | أكثر تجانسًا من بناءات C/C (المصفوفة الخزفية توحد الخصائص). تتصرف الشقوق الدقيقة بشكل مختلف لأن المكون الخزفي يتحكم في سلوك الكسر. |
الكثافة النموذجية | ~1.4–1.9 غرام/سم³ (يعتمد على التصنيع). خفيف جداً مقارنة بالمعادن. | ~2.2–3.2 جرام/سم³ (يعتمد على محتوى SiC/المسامية). أثقل من العديد من تصاميم C/C ولكنه لا يزال أخف بكثير من الفولاذ. |
تقليل الكتلة النسبية مقابل الصلب | 40–70% أخف من دوارات الصلب المكافئة، اعتمادًا على السماكة والتصميم. | عادةً ما تكون أخف بنسبة 30-60% من الفولاذ، اعتمادًا على تصميم الحامل والقرص. |
الناقلية الحرارية | يمكن أن تكون عالية جدًا في اتجاه الألياف (من نقل الحرارة السريع على طول الألياف) ولكنها أقل عند النظر في الاتجاه العرضي. الأداء حساس للتوجه. | متوسط إلى جيد لأن السيراميك أكثر تجانسًا. توفر دوارات SiC موصلية صلبة عبر السماكة ولكنها لا تزال أقل بكثير من مركب C/C. |
السعة الحرارية النوعية / القصور الحراري | كتلة أقل وسعة حرارية حجمية أقل من الفولاذ. يمكن تسهيل إدارة الحرارة السريعة من خلال التصميم مع مسارات التوصيل. | أعلى عزم حراري من C/C بسبب مزيج السيراميك. جيد في امتصاص وتوزيع الحرارة دون تغيير هيكلي. |
نطاق درجة حرارة التشغيل | واسع للغاية - قابل للاستخدام فوق 1,000 درجة مئوية في بيئات السباق. مثالي لدورات الحرارة القصوى والقابلة للتكرار. | ممتاز — مستقر حتى ≈900–1,000°C. مقاومة أكسدة وضرر حراري لمصفوفة SiC أفضل من الفولاذ. |
معامل الاحتكاك | مصمم للعمل مع وسادات عالية الحرارة قائمة على الكربون - تم تصميم الاحتكاك ليكون مستقرًا وعاليًا عند درجات الحرارة المرتفعة. انخفاض في البرد ويتطلب درجات حرارة أعلى لتحقيق قبضة مثالية. | احتكاك مستقر عند درجات حرارة عالية. غالبًا ما يتم اقترانه مع وسادات معدنية أو سيراميكية خاصة ذات درجات حرارة عالية. لا يزال تأثير البرودة محدودًا، مقارنةً بدوارات الفولاذ. يعتمد معامل الاحتكاك الدقيق على اقتران الوسادات ودرجة الحرارة. |
ارتداء: وسادة مقابل دوار | تآكل الدوارات منخفض نسبيًا في أنظمة السباق المصممة خصيصًا، ولكن الوسائد تعتبر تضحوية. تتطلب الدوارات الكربونية وسائد كربونية متطابقة لتحقيق أفضل عمر. | تآكل الدوار عمومًا منخفض. يميل C/SiC إلى أن يكون أقل خشونة على وسادات عالية المواصفات مقارنة ببعض مركبات السباق المعدنية. |
أثر / هشاشة | صلب، يتحمل الضرر في اتجاه الألياف. قد يحدث فصل أو تشقق تحت تأثير صدمة حادة ولكنه أقل هشاشة بكثير من السيراميك النقي. | أكثر هشاشة من C/C تحت تأثيرات النقاط. يمكن أن تتشقق المصفوفة الخزفية بشكل كارثي عند التأثيرات القاسية. |
الإرهاق والدورات الحرارية | عندما يتم تصميمه بشكل جيد (ترتيب الألياف + معالجة الراتنج/الجرافيت). | استقرار حراري جيد جدًا، ولكن يمكن أن تتطور الشقوق الدقيقة في السيراميك تحت الصدمات الحرارية الشديدة - التصميم ومراقبة الجودة أمران حاسمان. |
التآكل والأكسدة | يتأكسد الكربون عند درجات حرارة عالية. غالبًا ما تتطلب هذه الدوارات طلاءات أو تُستخدم في بيئات ذات درجات حرارة مسيطر عليها. | تقاوم مصفوفة SiC الأكسدة بشكل جيد. بشكل عام، فإنها أكثر مقاومة للتآكل من الكربون العاري في العديد من الظروف. |
إعادة تسطيح / قابلية الإصلاح | يمكن أن يصبح الإصلاح صعبًا - عادة ما تكون هناك حاجة إلى استبدالات إذا كانت السطح متضررًا. | تلف السيراميك يعني عادة ضعفًا هيكليًا في ذلك الجزء من الدوار. يتم حل هذه المشكلة عادةً من خلال الاستبدال. |
أفضل اقتران لوسادات الفرامل | مركبات متخصصة من الكربون على الكربون أو مركبات عالية الحرارة مصممة لدوارات C/C. | مواد معدنية خاصة أو مركبات متوافقة مع السيراميك ذات درجة حرارة عالية. اختيار وسادة الفرامل أمر حاسم للأداء وعمر الدوار. |
بدء التشغيل البارد وقابلية الاستخدام في الشارع | عضة باردة سيئة - معدل احتكاك منخفض جدًا عند درجات الحرارة المنخفضة. غير مناسب للقيادة اليومية أو الاستخدام العادي في الشارع، دون لفات تسخين مسبقة. | أفضل من C/C في بعض التصاميم. تم تصميم العديد من أنظمة C/SiC للاستخدام على الطرق (مثل، بورش PCCB) ولكن مع بعض التنازلات. |
NVH & الغبار/الضوضاء | حطام الغبار العالي والضوضاء المميزة عند درجات الحرارة المنخفضة. NVH هو تنازل من أجل الأداء المعزز. | غبار أقل من بعض وسادات السباق شبه المعدنية ولكنها لا تزال ليست هادئة/نظيفة مثل إعدادات الفرامل الأساسية. |
تكلفة | مرتفع للغاية - عمومًا هو الخيار الأكثر تكلفة للدوران. | باهظة الثمن ولكن عادةً أقل من وحدات سباق C/C المصممة حسب الطلب. |
التطبيقات الشائعة | سباقات السيارات على مستوى الفورمولا، موتو جي بي، بطولات التحمل الاحترافية. | سيارات رياضية فاخرة، دراجات نارية فائقة، سباقات التحمل، سيارات فاخرة. |
الصيانة والفحص | يتطلب فحصًا متخصصًا ورعاية/صيانة دقيقة. | يحتاج إلى فحص جيد للتشققات الدقيقة وسلامة الربط. |
ميزة السباق | استقرار عالي الحرارة النهائي، توفير كبير في الوزن، مع أداء متوقع عند استخدام وسادات وصيانة مناسبة. | توازن أفضل صديق للطريق، مقاومة عالية للتلاشي، متين ضد الأكسدة، وأكثر تسامحًا قليلاً في الاستخدام المختلط. |
الأفضل لـ | السباق على أعلى المستويات وتريد أداءً مطلقًا من حيث الكتلة/الحرارة. كن مستعدًا لنظام رعاية/صيانة صارم. | استخدام عالي الأداء جدًا مع بعض التسامح للتطبيقات ذات الاستخدام المزدوج. |