compuestos de carbono-carbonoson un tipo de compuestos de fibra de carbono, con fibra de carbono como material de refuerzo y carbono depositado como material de matriz. La matriz deLos compuestos C/C son de carbono.Dado que está compuesto casi en su totalidad de carbono elemental, posee una excelente resistencia a altas temperaturas y hereda las robustas propiedades mecánicas de la fibra de carbono. Su uso en el sector de la defensa ya se había industrializado anteriormente.
Áreas de aplicación:
Materiales compuestos C/CSe ubican en la parte media de la cadena industrial, y la fase inicial incluye la fabricación de fibra de carbono y preformas, mientras que los campos de aplicación posteriores son relativamente amplios.Materiales compuestos C/CSe utilizan principalmente como materiales resistentes al calor, materiales de fricción y materiales de alto rendimiento mecánico. Se emplean en la industria aeroespacial (revestimientos de la garganta de la tobera de un cohete, materiales de protección térmica y piezas estructurales térmicas de motores), materiales de frenado (trenes de alta velocidad, discos de freno de aeronaves), campos térmicos fotovoltaicos (barriles aislantes, crisoles, tubos guía y otros componentes), cuerpos biológicos (huesos artificiales) y otros campos. Actualmente,Materiales compuestos C/CLas empresas se centran principalmente en el eslabón único de los materiales compuestos y se extienden a la dirección de las preformas en la fase inicial de la cadena de suministro.
Los materiales compuestos de carbono/carbono (C/C) presentan un excelente rendimiento integral, con baja densidad, alta resistencia específica, alto módulo específico, alta conductividad térmica, bajo coeficiente de expansión térmica, buena tenacidad a la fractura, resistencia al desgaste y a la ablación, entre otras características. En particular, a diferencia de otros materiales, la resistencia de los compuestos C/C no disminuye, sino que puede aumentar con la temperatura. Se trata de un material con excelente resistencia al calor, por lo que se industrializó inicialmente en revestimientos de gargantas de cohetes.
El material compuesto C/C hereda las excelentes propiedades mecánicas y de procesamiento de la fibra de carbono, y posee la resistencia al calor y a la corrosión del grafito, convirtiéndose en un fuerte competidor de los productos de grafito. Especialmente en el campo de aplicación con altos requisitos de resistencia, como el sector fotovoltaico térmico, la rentabilidad y la seguridad de los materiales compuestos C/C son cada vez más importantes en el ámbito de las obleas de silicio a gran escala, y se han convertido en una exigencia indispensable. Por el contrario, el grafito se ha convertido en un complemento para los materiales compuestos C/C debido a la limitada capacidad de producción en el lado de la oferta.
Aplicación en campo de la energía térmica fotovoltaica:
El campo térmico es el sistema completo para mantener el crecimiento del silicio monocristalino o la producción de lingotes de silicio policristalino a una temperatura determinada. Desempeña un papel clave en la pureza, uniformidad y otras cualidades del silicio monocristalino y policristalino, y pertenece a la etapa inicial de la industria de fabricación de silicio cristalino. El campo térmico se puede dividir en el sistema de campo térmico del horno de extracción de monocristales de silicio monocristalino y el sistema de campo térmico del horno de lingotes policristalinos según el tipo de producto. Dado que las células de silicio monocristalino tienen una mayor eficiencia de conversión que las células de silicio policristalino, la cuota de mercado de las obleas de silicio monocristalino continúa aumentando, mientras que la cuota de mercado de las obleas de silicio policristalino en mi país ha disminuido año tras año, del 32,5 % en 2019 al 9,3 % en 2020. Por lo tanto, los fabricantes de campos térmicos utilizan principalmente la ruta de tecnología de campo térmico de hornos de extracción de monocristales.
Figura 2: Campo térmico en la cadena de producción de silicio cristalino
El campo térmico se compone de más de una docena de componentes, siendo los cuatro principales el crisol, el tubo guía, el cilindro aislante y el calentador. Cada componente tiene diferentes requisitos en cuanto a las propiedades del material. La figura siguiente muestra un diagrama esquemático del campo térmico de silicio monocristalino. El crisol, el tubo guía y el cilindro aislante son las partes estructurales del sistema del campo térmico. Su función principal es soportar todo el campo térmico de alta temperatura, y requieren alta densidad, resistencia y conductividad térmica. El calentador es un elemento de calentamiento directo en el campo térmico. Su función es proporcionar energía térmica. Generalmente es resistivo, por lo que requiere una mayor resistividad del material.
Fecha de publicación: 1 de julio de 2024