Süsinik-süsinik komposiididon süsinikkiust komposiitmaterjalide tüüp, mille süsinikkiud on tugevdusmaterjal ja sadestatud süsinik on maatriksmaterjal. MaatriksC/C komposiidid on süsinikKuna see koosneb peaaegu täielikult elementaarsüsinikust, on sellel suurepärane kõrge temperatuuritaluvus ja see pärib süsinikkiu tugevaid mehaanilisi omadusi. Seda on kaitsevaldkonnas varemgi industrialiseeritud.
Rakendusvaldkonnad:
C/C komposiitmaterjalidasuvad tööstusahela keskel ja ülesvoolu kuuluvad süsinikkiu ja toorikute tootmine ning allavoolu rakendusvaldkonnad on suhteliselt laiad.C/C komposiitmaterjalidkasutatakse peamiselt kuumakindlate materjalide, hõõrdematerjalide ja suure mehaanilise jõudlusega materjalidena. Neid kasutatakse lennunduses (raketi düüside kurgu voodrid, termilised kaitsematerjalid ja mootori termilised konstruktsiooniosad), pidurimaterjalides (kiirraudtee, lennukite pidurikettad), fotogalvaanilistes soojusväljades (isolatsioonitorud, tiiglid, juhttorud ja muud komponendid), bioloogilistes kehades (kunstluud) ja muudes valdkondades. Praegu on kodumaisedC/C komposiitmaterjalidettevõtted keskenduvad peamiselt komposiitmaterjalide ühele lülile ja laienevad ka eelvormide ülesvoolu suunas.
C/C komposiitmaterjalidel on suurepärased üldised omadused, madala tiheduse, suure eritugevuse, kõrge erimooduli, kõrge soojusjuhtivuse, madala soojuspaisumistegur, hea purunemiskindluse, kulumiskindluse, ablatsioonikindluse jne. Erinevalt teistest materjalidest ei vähene C/C komposiitmaterjalide tugevus temperatuuri tõustes, vaid võib suureneda. See on suurepärane kuumakindel materjal ja seetõttu on see esmakordselt tööstuslikult kasutusele võetud rakettide kurgu vooderdustes.
C/C-komposiitmaterjal pärib süsinikkiu suurepärased mehaanilised omadused ja töötlemisomadused ning omab grafiidi kuumakindlust ja korrosioonikindlust, mistõttu on sellest saanud grafiidist toodete tugev konkurent. Eriti rakendusvaldkonnas, kus on kõrged tugevusnõuded – fotogalvaaniline termiline väli –, muutuvad C/C-komposiitmaterjalide kulutõhusus ja ohutus üha olulisemaks suuremahuliste räniplaatide tootmisel ning nõudlus on muutunud jäigaks. Vastupidi, grafiidist on pakkumise poolel piiratud tootmisvõimsuse tõttu saanud C/C-komposiitmaterjalide täiendus.
Fotogalvaanilise termilise välja rakendus:
Termoväli on kogu süsteem, mis hoiab monokristallilise räni kasvu või polükristallilise räni valuplokkide tootmist teatud temperatuuril. See mängib võtmerolli monokristallilise räni ja polükristallilise räni puhtuses, ühtluses ja muudes omadustes ning kuulub kristallilise räni tootmistööstuse esiotsa. Termovälja saab tootetüübi järgi jagada monokristallilise räni monokristallide tõmbamisahju termoväljasüsteemiks ja polükristalliliste valuplokkide ahju termoväljasüsteemiks. Kuna monokristallilistel ränielementidel on suurem konversioonitõhusus kui polükristallilistel ränielementidel, suureneb monokristalliliste räniplaatide turuosa jätkuvalt, samas kui polükristalliliste räniplaatide turuosa minu riigis on aasta-aastalt vähenenud, 32,5%-lt 2019. aastal 9,3%-le 2020. aastal. Seetõttu kasutavad termovälja tootjad peamiselt monokristallide tõmbamisahjude termovälja tehnoloogiat.
Joonis 2: Termoväli kristallilise räni tootmisahelas
Soojusväli koosneb enam kui tosinast komponendist ja neli põhikomponenti on tiigel, juhttoru, isolatsioonisilinder ja kütteseade. Erinevatel komponentidel on materjali omaduste osas erinevad nõuded. Allolev joonis on monokristalli räni soojusvälja skemaatiline diagramm. Tiigel, juhttoru ja isolatsioonisilinder on soojusvälja süsteemi konstruktsiooniosad. Nende põhifunktsioon on toetada kogu kõrge temperatuuriga soojusvälja ning neil on kõrged nõuded tiheduse, tugevuse ja soojusjuhtivuse osas. Kütteseade on soojusväljas otsene kütteelement. Selle ülesanne on anda soojusenergiat. See on üldiselt takistuslik, seega on sellel materjali takistuse osas kõrgemad nõuded.
Postituse aeg: 01.07.2024