Với sự phát triển nhanh chóng của ngành hàng không vũ trụ thương mại, phương tiện phóng có thể tái sử dụng và thiết bị vũ khí siêu thanh, ngành hàng không vũ trụ toàn cầu đã đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt chưa từng có đối với vật liệu kết cấu nhiệt độ cao-. Hợp kim kim loại truyền thống sẽ mềm, biến dạng hoặc oxy hóa nhanh chóng ở nhiệt độ trên 1200 độ, trong khi vật liệu gốm có khả năng chống sốc nhiệt kém và dễ bị gãy. Than chì đẳng tĩnh hạt siêu mịn đã trở thành vật liệu chiến lược cốt lõi không thể thay thế cho các hệ thống nhiệt độ cao-trong ngành hàng không vũ trụ nhờ các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo của nó: nhiệt độ thăng hoa cực cao vượt quá 3650 độ, hệ số giãn nở nhiệt cực thấp (1,0×10⁻⁶/độ), khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời, cấu trúc cường độ-đặc trưng cao nhẹ và hiệu suất ổn định trong chân không và bức xạ môi trường. Theo số liệu thống kê thị trường vật liệu hàng không vũ trụ toàn cầu, thị trường than chì có độ tinh khiết cao{14}}cao cấp trong ngành hàng không vũ trụ duy trì tốc độ tăng trưởng ổn định ở tốc độ CAGR 7,13% từ năm 2026 đến năm 2032 và đã trở thành một phân khúc có-rào cản cao, có giá trị cao{20}}trong ngành vật liệu cacbon.
Các thành phần than chì hàng không vũ trụ chủ yếu được chia thành ba loại ứng dụng cốt lõi: các thành phần hệ thống đẩy tên lửa, các bộ phận hệ thống bảo vệ nhiệt tàu vũ trụ và các thành phần thiết bị thử nghiệm độ chính xác hàng không vũ trụ. Trong động cơ tên lửa lỏng và rắn, ống lót họng vòi phun than chì và lớp lót bên trong buồng đốt là những bộ phận tiêu hao quan trọng nhất. Trong quá trình đánh lửa và phóng tên lửa, họng vòi phun chịu tác động tức thời của ngọn lửa ở nhiệt độ cực cao vượt quá 3000 độ và quá trình quét hạt tốc độ cao. Chỉ than chì có mật độ cao-hạt siêu mịn mới có thể duy trì độ ổn định kích thước mà không bị nứt do mài mòn, đảm bảo lực đẩy ổn định của tên lửa. Đối với các phương tiện phóng có thể tái sử dụng, các thành phần rào cản nhiệt bằng than chì cần phải chịu được các tác động lặp đi lặp lại của chu trình nhiệt từ nhiệt độ cực cao đến nhiệt độ bình thường, đặt ra các yêu cầu cao hơn về khả năng chống mỏi của vật liệu và độ ổn định cấu trúc so với-thiết bị phóng một lần.
Trong thiết bị thám hiểm vệ tinh và không gian sâu-, các thành phần than chì đảm nhận chức năng kép là quản lý nhiệt và hỗ trợ cấu trúc. Môi trường chân không trong không gian không có sự dẫn nhiệt trong không khí và nhiệt độ cao cục bộ do hoạt động của thiết bị tạo ra không thể bị tiêu tan, trong khi vùng bóng của các thiên thể phải đối mặt với nhiệt độ cực thấp gần bằng 0 tuyệt đối. Các tấm dẫn nhiệt than chì hàng không vũ trụ và các bộ phận cách nhiệt có thể cân bằng trường nhiệt độ tổng thể của thiết bị vệ tinh, tránh hỏng hóc thiết bị do quá nhiệt cục bộ hoặc đóng băng ở nhiệt độ cực thấp. Ngoài ra, khả năng chống bức xạ tuyệt vời và đặc tính thoát khí thấp của than chì có thể ngăn tạp chất dễ bay hơi gây ô nhiễm cho các thiết bị quang học và chip điện tử chính xác trong môi trường chân không. Đây là chìa khóa để đảm bảo-tuổi thọ lâu dài trên quỹ đạo của tàu vũ trụ.
Các phương tiện siêu thanh bay ở tốc độ Mach 5 trở lên phải đối mặt với hiệu ứng làm nóng khí động học nghiêm trọng và nhiệt độ bề mặt của các bộ phận kết cấu quan trọng có thể ngay lập tức vượt quá 2800 độ. Các bộ phận kết cấu chịu mài mòn bằng than chì-có hình dạng tùy chỉnh-và các bộ phận tấm chắn nhiệt đã trở thành vật liệu hỗ trợ cốt lõi cho thiết bị siêu âm. Khác với than chì công nghiệp thông thường, than chì dùng trong hàng không vũ trụ phải vượt qua quá trình khử khí chân không nghiêm ngặt,-làm sạch ở nhiệt độ cao và xử lý lớp phủ chống-oxy hóa, với tổng hàm lượng tạp chất được kiểm soát dưới 1ppm, không có lỗ chân không vi mô và vết nứt vi mô-bên trong cũng như dung sai gia công được kiểm soát trong phạm vi ±0,005mm để đáp ứng các yêu cầu dịch vụ khắc nghiệt.
Khó khăn lớn nhất trong quá trình sản xuất các thành phần than chì trong ngành hàng không vũ trụ nằm ở-gia công cực kỳ chính xác và tối ưu hóa cấu trúc có hình dạng-đặc biệt. Hầu hết các bộ phận than chì trong ngành hàng không vũ trụ đều có cấu trúc-có thành mỏng, cong và có hình dạng{4}}đặc biệt. Các quy trình gia công thông thường dễ bị sứt mẻ cạnh, xẹp góc và các vết nứt vi mô-bên trong, điều này sẽ gây ra lỗi mài mòn thành phần trong môi trường nhiệt độ-cực cao. Ngoài ra, các thành phần than chì trong ngành hàng không vũ trụ cần phải phù hợp với các quy trình phủ chống-oxy hóa và chống{10}bóc mòn chuyên nghiệp, đồng thời độ phẳng và độ nhám bề mặt của chất nền than chì quyết định trực tiếp độ chắc chắn liên kết và tuổi thọ của các lớp phủ tiếp theo.
Nhà máy khuôn than chì và mài mòn Huixian JinThành, được thành lập vào năm 1984 và đặt tại Thành phố Huixian, tỉnh Hà Nam, Trung Quốc, có 42 năm kinh nghiệm chuyên môn trong lĩnh vực xử lý sâu chính xác các thành phần than chì-cao cấp và từ lâu đã cam kết sản xuất theo yêu cầu các bộ phận than chì cấp hàng không vũ trụ-. Công ty sử dụng nguyên liệu thô than chì đẳng tĩnh hạt siêu mịn nhập khẩu đáp ứng các tiêu chuẩn của ngành hàng không vũ trụ, đồng thời thực hiện nghiêm ngặt quá trình tinh chế nhiệt độ cao và tiền xử lý khử khí trong chân không để đảm bảo thành phẩm có hiệu suất thoát khí cực thấp và-tạp chất cực thấp. Được trang bị hơn 50 trung tâm gia công CNC có độ chính xác cao-và thiết bị đánh bóng có độ chính xác siêu-chuyên nghiệp, Jin Cheng Graphite thực hiện-khả năng xử lý một điểm dừng đối với các bề mặt cong phức tạp, cấu trúc có thành-mỏng và các thành phần than chì hàng không có hình dạng-đặc biệt, với kích thước xử lý tối đa lên tới 1000mm và độ chính xác gia công đạt tiêu chuẩn cấp độ micron{17}}không gian vũ trụ một cách ổn định.
Nhằm giải quyết vấn đề nứt dễ dàng của các bộ phận bằng than chì có thành mỏng-trong các tình huống hàng không vũ trụ, nhóm kỹ thuật của công ty đã tối ưu hóa các thông số cắt CNC và quy trình giải phóng ứng suất, loại bỏ hiệu quả ứng suất xử lý bên trong của các bộ phận và cải thiện khả năng chống sốc nhiệt cũng như độ ổn định cấu trúc của các bộ phận đã hoàn thiện. Nhà máy có thể cung cấp các dịch vụ hỗ trợ tiền xử lý như đánh bóng bề mặt chính xác và sàng lọc khuyết tật cho lớp phủ SiC và lớp phủ cacbon nhiệt phân tiếp theo, hoàn toàn phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật của quy trình bảo vệ chống mài mòn hàng không vũ trụ. Hiện tại, các thiết bị cố định than chì hàng không vũ trụ, các bộ phận che chắn nhiệt và các bộ phận than chì thử nghiệm động cơ của Tấn Thành Graphite đã được cung cấp ổn định cho các viện nghiên cứu hàng không vũ trụ trong nước và các nhà sản xuất thiết bị, cung cấp hỗ trợ thành phần cốt lõi đáng tin cậy cho thử nghiệm thiết bị hàng không vũ trụ và phát triển nguyên mẫu.
Trong tương lai, với-việc thương mại hóa quy mô lớn các thiết bị hàng không vũ trụ có thể tái sử dụng và việc nâng cấp lặp đi lặp lại công nghệ phương tiện siêu thanh, nhu cầu về các thành phần than chì hàng không vũ trụ có tuổi thọ-dài,{2}}độ chính xác cao và độ tinh khiết cực cao{3}}cao{4}} sẽ tiếp tục tăng. Ngành công nghiệp sẽ nâng cao hơn nữa các rào cản kỹ thuật về tinh chế vật liệu, gia công chính xác và tối ưu hóa cấu trúc. Dựa vào kinh nghiệm xử lý chuyên sâu và lặp lại kỹ thuật liên tục trong nhiều thập kỷ, Tấn Thành Graphite sẽ tiếp tục hỗ trợ phát triển ngành sản xuất hàng không vũ trụ cao cấp-toàn cầu và trở thành nhà cung cấp linh kiện than chì cấp-hàng không vũ trụ tùy chỉnh chuyên nghiệp.
