کامپوزیتهای کربن-کربننوعی کامپوزیت الیاف کربن هستند که در آنها الیاف کربن به عنوان ماده تقویت کننده و کربن رسوب شده به عنوان ماده زمینه عمل میکند. زمینهکامپوزیتهای C/C از کربن ساخته شدهانداز آنجایی که تقریباً به طور کامل از کربن عنصری تشکیل شده است، مقاومت بسیار خوبی در برابر دمای بالا دارد و خواص مکانیکی قوی فیبر کربن را به ارث میبرد. این ماده قبلاً در زمینه دفاعی صنعتی شده است.
زمینههای کاربرد:
مواد کامپوزیت کربن/کربندر میانه زنجیره صنعتی قرار دارند و صنایع بالادستی شامل تولید الیاف کربن و پریفرم است و زمینههای کاربردی صنایع پاییندستی نسبتاً گسترده است.مواد کامپوزیت کربن/کربنعمدتاً به عنوان مواد مقاوم در برابر حرارت، مواد اصطکاکی و مواد با عملکرد مکانیکی بالا استفاده میشوند. آنها در هوافضا (پوششهای دهانه نازل موشک، مواد محافظ حرارتی و قطعات سازه حرارتی موتور)، مواد ترمز (ریل پرسرعت، دیسکهای ترمز هواپیما)، میدانهای حرارتی فتوولتائیک (بشکههای عایق، بوتهها، لولههای راهنما و سایر اجزا)، اجسام بیولوژیکی (استخوانهای مصنوعی) و سایر زمینهها استفاده میشوند. در حال حاضر، مصارف داخلیمواد کامپوزیت کربن/کربنشرکتها عمدتاً بر روی پیوند واحد مواد کامپوزیت تمرکز میکنند و به سمت پیشسازههای بالادستی گسترش مییابند.
مواد کامپوزیتی C/C عملکرد جامع بسیار خوبی دارند، با چگالی کم، استحکام ویژه بالا، مدول ویژه بالا، رسانایی حرارتی بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین، چقرمگی شکست خوب، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر فرسایش و غیره. به طور خاص، برخلاف سایر مواد، استحکام مواد کامپوزیتی C/C با افزایش دما کاهش نمییابد، بلکه ممکن است افزایش یابد. این ماده یک ماده مقاوم در برابر حرارت عالی است و به همین دلیل برای اولین بار در آسترهای گلوگاه موشک به صورت صنعتی تولید شده است.
مواد کامپوزیت کربن/کربن خواص مکانیکی عالی و خواص پردازشی فیبر کربن را به ارث برده و مقاومت حرارتی و مقاومت خوردگی گرافیت را نیز دارد و به رقیبی قوی برای محصولات گرافیتی تبدیل شده است. به ویژه در زمینه کاربرد با الزامات استحکام بالا - میدان حرارتی فتوولتائیک - مقرون به صرفه بودن و ایمنی مواد کامپوزیت کربن/کربن در ویفرهای سیلیکونی در مقیاس بزرگ، بیش از پیش برجسته شده و به یک تقاضای سفت و سخت تبدیل شده است. در مقابل، گرافیت به دلیل ظرفیت تولید محدود در سمت عرضه، به مکملی برای مواد کامپوزیت کربن/کربن تبدیل شده است.
کاربرد میدان حرارتی فتوولتائیک:
میدان حرارتی کل سیستم برای حفظ رشد سیلیکون تک کریستالی یا تولید شمشهای سیلیکون پلی کریستالی در دمای خاص است. این میدان نقش کلیدی در خلوص، یکنواختی و سایر ویژگیهای سیلیکون تک کریستالی و سیلیکون پلی کریستالی دارد و به خط مقدم صنعت تولید سیلیکون کریستالی تعلق دارد. میدان حرارتی را میتوان بر اساس نوع محصول به سیستم میدان حرارتی کوره کشش تک کریستالی سیلیکون تک کریستالی و سیستم میدان حرارتی کوره شمش پلی کریستالی تقسیم کرد. از آنجایی که سلولهای سیلیکون تک کریستالی راندمان تبدیل بالاتری نسبت به سلولهای سیلیکون پلی کریستالی دارند، سهم بازار ویفرهای سیلیکون تک کریستالی همچنان در حال افزایش است، در حالی که سهم بازار ویفرهای سیلیکون پلی کریستالی در کشور من سال به سال کاهش یافته است و از 32.5 درصد در سال 2019 به 9.3 درصد در سال 2020 رسیده است. بنابراین، تولیدکنندگان میدان حرارتی عمدتاً از مسیر فناوری میدان حرارتی کورههای کشش تک کریستالی استفاده میکنند.
شکل 2: میدان حرارتی در زنجیره صنعت تولید سیلیکون کریستالی
میدان حرارتی از بیش از دوازده جزء تشکیل شده است و چهار جزء اصلی عبارتند از بوته، لوله راهنما، استوانه عایق و گرمکن. اجزای مختلف الزامات متفاوتی برای خواص مواد دارند. شکل زیر نمودار شماتیک میدان حرارتی سیلیکون تک کریستالی را نشان میدهد. بوته، لوله راهنما و استوانه عایق اجزای ساختاری سیستم میدان حرارتی هستند. عملکرد اصلی آنها پشتیبانی از کل میدان حرارتی دمای بالا است و الزامات بالایی برای چگالی، استحکام و رسانایی حرارتی دارند. گرمکن یک عنصر گرمایش مستقیم در میدان حرارتی است. عملکرد آن تأمین انرژی حرارتی است. عموماً مقاومتی است، بنابراین الزامات بالاتری برای مقاومت ویژه مواد دارد.
زمان ارسال: ژوئیه-01-2024