ကာဗွန်ပစ္စည်းမိသားစု၏ အဓိကအဖွဲ့ဝင်တစ်ဦးအနေဖြင့်၊ ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များသည် ၎င်းတို့၏အလွန်ကောင်းမွန်သောအပူနှင့်လျှပ်စစ်စီးကူးမှု၊ ဓာတုတည်ငြိမ်မှုနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခွန်အားတို့ကြောင့် စွမ်းအင်၊ အီလက်ထရွန်းနစ်၊ ဓာတုဗေဒအင်ဂျင်နီယာနှင့် အာကာသယာဉ်များတွင် ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချမှုအလားအလာများကိုပြသထားသည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ သိပ္ပံနှင့် အင်ဂျင်နီယာပညာရပ်များ လျင်မြန်စွာ တိုးတက်လာမှုနှင့်အတူ၊ ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များဆိုင်ရာ သုတေသနပြုမှုသည် ဆက်လက်နက်ရှိုင်းလာခဲ့ပြီး တည်ဆောက်ပုံဒီဇိုင်း၊ စွမ်းဆောင်ရည် ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်နှင့် လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ အသုံးချမှုများတွင် သိသာထင်ရှားသော တိုးတက်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့သည်။
1. Graphite Sheet Preparation နည်းပညာ
ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များအတွက် ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်သည် ၎င်းတို့၏ သေးငယ်သောဖွဲ့စည်းပုံနှင့် မက်ခရိုစကုတ်ဂုဏ်သတ္တိများကို တိုက်ရိုက်သက်ရောက်မှုရှိပြီး ထို့ကြောင့် အဓိက သုတေသနဧရိယာအဖြစ် ကျန်ရှိနေပါသည်။ အစဉ်အလာအားဖြင့်၊ ပုံမှန်အားဖြင့်၊ ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များကို ဖိသိပ်မှုပုံသွင်းခြင်း သို့မဟုတ် မြင့်မားသော-သဘာဝအမှုန်အမွှားဂရပ်ဖိုက်၏ အပူချိန် ဂရပ်ဖစ်တီရှင်းဖြင့် ထုတ်လုပ်သော်လည်း ဤနည်းလမ်းများသည် အကန့်အသတ်နှင့် သိပ်သည်းဆနှင့် တူညီမှုကို ဖြစ်စေသည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ သုတေသီများသည် ဓာတုအငွေ့ထုတ်ခြင်း (CVD)၊ ပေါ်လီမာရှေ့ပြေးအဖြစ်ပြောင်းလဲခြင်းနှင့် ပေါင်းစပ်နည်းလမ်းများ (ဥပမာ၊ အစေး၊ သတ္တုများ၊ သို့မဟုတ် ကြွေထည်ပစ္စည်းများပါရှိသော ဂရပ်ဖိုက်ပေါင်းစပ်နည်းများ) အပါအဝင် အသစ်အဆန်းပြင်ဆင်မှုနည်းပညာများကို တီထွင်ခဲ့ကြသည်။
၎င်းတို့အထဲမှ CVD နည်းပညာသည် အရည်အသွေးမြင့် ဂရပ်ဖိုက်ရုပ်ရှင်များကို အလွှာမျက်နှာပြင်များပေါ်တွင် အပ်နှံနိုင်ပါသည်။ ဓာတ်ငွေ့များ၏ အချိုးအစားနှင့် အပူချိန် (ဥပမာ မီသိန်း၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် အာဂွန်) တို့ကို ထိန်းညှိခြင်းဖြင့် ဂရပ်ဖိုက်အလွှာများနှင့် စပါးအရွယ်အစား အရေအတွက်ကို တိကျစွာ ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ polyimide (PI) ကဲ့သို့သော ပေါ်လီမာရှေ့ပြေးနိမိတ်များကို အခြေခံထားသော pyrolytic graphitization သည် အာရုံစူးစိုက်မှုများစွာကို ဆွဲဆောင်ခဲ့သည်။ ဤနည်းလမ်းသည် မြင့်မားသော-အပူချိန် ကုသမှု (2800 ဒီဂရီအထက်) ကို အသုံးပြု၍ ကာဗွန်ဒိုင်းနစ်ဒြပ်စင်များကို ဂရပ်ဖိုက်ဖွဲ့စည်းပုံအဖြစ်သို့ ပြန်လည်စီစစ်ရန် အသုံးပြုပါသည်။ ထွက်ပေါ်လာသော ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များသည် မြင့်မားသော တိမ်းညွှတ်မှုနှင့် အလွန်ကောင်းမွန်သော အပူစီးကူးမှုကို ပြသသည်။
2. Performance Optimization နှင့် Modification သုတေသန
ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းသည် အဓိကအားဖြင့် အပူစီးကူးမှု၊ လျှပ်စစ်စီးကူးမှု၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကြံ့ခိုင်မှုနှင့် သံချေးတက်ခြင်းတို့ကို အဓိကအာရုံစိုက်သည်။ အပူလျှပ်ကူးမှုနှင့် ပတ်သက်၍၊ ဂရပ်ဖိုက်အလွှာများ၏ interlayer orientation ကို တိုးမြှင့်ခြင်းသည် (ဥပမာ- လှိမ့်ခြင်း-အထောက်အကူပြု တိမ်းညွှတ်မှုကဲ့သို့) သည် ၎င်းတို့၏ -လေယာဉ်အပူစီးကူးမှုကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးနိုင်ကြောင်း သုတေသီများက တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဂရပ်ဖိုက်အလွှာအချို့၏ အပူစီးကူးမှုသည် 1500 W/(m·K) ကျော်လွန်သွားပါသည်။ လျှပ်စစ်စီးကူးမှုနှင့်ပတ်သက်၍၊ နိုက်ထရိုဂျင်နှင့် ဘိုရွန်ကဲ့သို့သော ဒြပ်စင်များကို သောက်သုံးခြင်း သို့မဟုတ် ကာဗွန်နာနိုပြွန်များနှင့် ဂရပ်ဖီးကဲ့သို့သော အားဖြည့်အဆင့်များကို မိတ်ဆက်ပေးခြင်းဖြင့် ၎င်းတို့၏ အီလက်ထရွန်သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကို ပိုမိုတိုးတက်စေနိုင်သည်။
စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခိုင်ခံ့မှုအရ၊ ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များသည် မြင့်မားသော Compressive Strength ပါ၀င်သော်လည်း ၎င်းတို့၏ ဆန့်နိုင်စွမ်းအားနှင့် ခိုင်ခံ့မှုသည် အတော်လေးနိမ့်ကျကာ ဝန်အားအသုံးပြုမှုကို ကန့်သတ်ခြင်း- bearing structures များဖြစ်သည်။ ၎င်းကိုဖြေရှင်းရန်၊ သုတေသီများသည် ကာဗွန်ဖိုက်ဘာ{2}}အားဖြည့်ထားသော ဂရပ်ဖိုက်ပေါင်းစပ်များနှင့် ဂရပ်ဖိုက်/သတ္တုပေါင်းစပ်စာရွက်များကဲ့သို့သော ဖြေရှင်းနည်းများကို ရှာဖွေခဲ့ပြီး မြင့်မားသော-ဒုတိယစွမ်းအား-အဆင့်ပစ္စည်းများကို မိတ်ဆက်ခြင်းဖြင့် အလုံးစုံစက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို မြှင့်တင်ပေးခဲ့သည်။ ထို့အပြင်၊ တိကျသောအသုံးချပလီကေးရှင်းများ (ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာချေးကာကွယ်မှုကဲ့သို့သော)၊ မျက်နှာပြင်အပေါ်ယံပိုင်းနည်းပညာများ (ဥပမာ- နီကယ်ဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော၊ SiC အပေါ်ယံပိုင်း၊ သို့မဟုတ် Al₂O₃ အပေါ်ယံပိုင်း) ကို ဂရပ်ဖိုက်အလွှာများ၏ချေးခံနိုင်ရည်ကိုမြှင့်တင်ရန်အတွက်အသုံးပြုပါသည်။
3. Functional Applications များတွင် တိုးတက်မှု
ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များ၏ ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများသည် နယ်ပယ်အမျိုးမျိုးတွင် တန်ဖိုးရှိစေပါသည်။ စွမ်းအင်ကဏ္ဍတွင်၊ မြင့်မားသော-အပူစီးကူးနိုင်သော ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များကို လီသီယမ်ဘက်ထရီအပူစီမံခန့်ခွဲမှု၊ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအပူထုတ်လွှတ်ခြင်းနှင့် နေရောင်ခြည်အပူကူးပြောင်းခြင်းစနစ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဂရပ်ဖိုက်အလွှာများကို လျှပ်စစ်ကားဘက်ထရီထုပ်များတွင် အပူများပျံ့နှံ့စေပြီး ဘက်ထရီလည်ပတ်မှုအပူချိန်ကို ထိရောက်စွာလျှော့ချပေးပြီး ဘက်ထရီသက်တမ်းကို သက်တမ်းတိုးစေသည်။
အီလက်ထရွန်းနစ်ကဏ္ဍတွင် ၎င်းတို့၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များကို လိုက်လျောညီထွေရှိသော ဆားကစ်ဘုတ်များ၊ လျှပ်စစ်သံလိုက်အကာအရံပစ္စည်းများနှင့် စွမ်းအားမြင့်-ပါဝါအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများအတွက် အပူစွန့်ထုတ်ခြင်းအစိတ်အပိုင်းများကို အသုံးပြုကြသည်။ ထို့အပြင်၊ ဂရပ်ဖင်း၏ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု-ဂရပ်ဖိုက်ပေါင်းစပ်စာရွက်များသည် လာမည့်-မျိုးဆက်မြင့်-ကြိမ်နှုန်းအီလက်ထရွန်နစ်စက်ပစ္စည်းများအတွက် အလားအလာရှိသော ဖြေရှင်းချက်များကို ပေးဆောင်သည်။ ဓာတုစက်မှုလုပ်ငန်းတွင်၊ ၎င်းတို့၏မြင့်မားသော-အပူချိန်နှင့် သံချေးတက်ခြင်း-ခံနိုင်ရည်ဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များသည် ဓာတ်ပေါင်းဖိုအတွင်းပိုင်းများ၊ အလုံပိတ်ပစ္စည်းများနှင့် အပူချိန်မြင့်-အပူချိန်စစ်ထုတ်ခြင်းများအတွက် စံပြရွေးချယ်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။
4. အနာဂတ် သုတေသန လမ်းညွှန်ချက်များ
ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်သုတေသနသည် အောင်မြင်မှုများအများအပြားရရှိခဲ့သော်လည်း၊ ကြီးမားသော-စကေးထုတ်လုပ်မှု၏ကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားခြင်းနှင့် လွန်ကဲသောပတ်ဝန်းကျင်အချို့တွင် တည်ငြိမ်မှုမလုံလောက်ခြင်းကဲ့သို့သော စိန်ခေါ်မှုများရှိနေဆဲဖြစ်သည်။ အနာဂတ် သုတေသနပြုချက်များသည် အောက်ပါနယ်ပယ်များကို အာရုံစိုက်နိုင်သည်-
1. အစိမ်းရောင်နှင့် -ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာ- စွမ်းအင်ကို ဖော်ဆောင်ခြင်း-ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်များကို စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး အသုံးချမှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် ထိရောက်ပြီး ထိရောက်သောပေါင်းစပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များ၊
2. Multifunctional integrated design- ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းပုံဒီဇိုင်းအားဖြင့် အပူ၊ လျှပ်စစ်နှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်၊
3. လွန်ကဲသော ပတ်ဝန်းကျင် လိုက်လျောညီထွေရှိမှု- မြင့်မားသော အပူချိန်အောက်တွင် ဂရပ်ဖိုက်အလွှာများ၏ ရေရှည်တည်ငြိမ်မှုကို လေ့လာခြင်း၊
4. ပေါ်ပေါက်လာသော အပလီကေးရှင်းများကို စူးစမ်းလေ့လာခြင်း- ကွမ်တမ် စက်ပစ္စည်းအအေးခံခြင်း၊ အာကာသနည်းပညာနှင့် ဇီဝဆေးဘက်ဆိုင်ရာပစ္စည်းများအတွက် အသုံးချမှုများ။
အချုပ်အားဖြင့်ဆိုရသော် ဂရပ်ဖိုက်စာရွက်သုတေသနသည် လျင်မြန်စွာတိုးတက်နေပါသည်။ ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာ၊ စွမ်းဆောင်ရည်ထိန်းချုပ်မှုနှင့် လုပ်ငန်းဆိုင်ရာအသုံးချပလီကေးရှင်းများတွင် ဆက်တိုက်အောင်မြင်မှုများနှင့်အတူ၊ မြင့်မားသော-ကုန်ထုတ်လုပ်မှုနှင့် မဟာဗျူဟာမြောက် ပေါ်ထွက်လာသော စက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ၎င်း၏အခန်းကဏ္ဍသည် ပို၍အရေးကြီးလာပါသည်။
