Composites carbone-carbonesont un type de composites en fibre de carbone, avec de la fibre de carbone comme matériau de renfort et du carbone déposé comme matériau de matrice. La matrice deLes composites C/C sont en carboneComposé presque entièrement de carbone élémentaire, il présente une excellente résistance aux hautes températures et hérite des solides propriétés mécaniques de la fibre de carbone. Il a déjà été industrialisé dans le domaine de la défense.
Domaines d'application :
Matériaux composites C/Csont situés au milieu de la chaîne industrielle, et l'amont comprend la fabrication de fibres de carbone et de préformes, et les domaines d'application en aval sont relativement larges.Matériaux composites C/CIls sont principalement utilisés comme matériaux résistants à la chaleur, matériaux de friction et matériaux à hautes performances mécaniques. Ils sont utilisés dans l'aérospatiale (revêtements de tuyère de fusée, matériaux de protection thermique et pièces de structure thermique de moteurs), les matériaux de freinage (trains à grande vitesse, disques de frein d'avions), les domaines thermiques photovoltaïques (barils isolants, creusets, tubes de guidage et autres composants), les organismes biologiques (os artificiels) et d'autres domaines. Actuellement, les matériaux domestiquesMatériaux composites C/Cles entreprises se concentrent principalement sur le lien unique des matériaux composites et s'étendent à la direction des préformes en amont.
Les matériaux composites C/C présentent d'excellentes performances globales, avec une faible densité, une résistance spécifique élevée, un module spécifique élevé, une conductivité thermique élevée, un faible coefficient de dilatation thermique, une bonne ténacité à la rupture, une bonne résistance à l'usure et à l'ablation, etc. En particulier, contrairement à d'autres matériaux, la résistance des matériaux composites C/C ne diminue pas, mais peut augmenter avec la température. C'est un matériau très résistant à la chaleur, ce qui explique son utilisation industrielle initiale dans les chemises de col de fusée.
Les matériaux composites C/C héritent des excellentes propriétés mécaniques et de mise en œuvre de la fibre de carbone, ainsi que de la résistance à la chaleur et à la corrosion du graphite, ce qui en fait un concurrent sérieux des produits en graphite. Dans le domaine d'application exigeant une résistance élevée, notamment le photovoltaïque thermique, la rentabilité et la sécurité des matériaux composites C/C sont de plus en plus importantes pour les plaquettes de silicium à grande échelle, et la demande est devenue forte. En revanche, le graphite est devenu un complément aux matériaux composites C/C en raison d'une capacité de production limitée du côté de l'offre.
Application du champ thermique photovoltaïque :
Le champ thermique est l'ensemble du système permettant de maintenir la croissance du silicium monocristallin ou la production de lingots de silicium polycristallin à une température donnée. Il joue un rôle essentiel dans la pureté, l'uniformité et d'autres qualités du silicium monocristallin et du silicium polycristallin, et constitue l'élément de base de la fabrication du silicium cristallin. Le champ thermique peut être divisé en deux catégories : le système de champ thermique du four de tirage de monocristal de silicium monocristallin et le système de champ thermique du four de tirage de lingots polycristallins, selon le type de produit. Les cellules en silicium monocristallin ayant un rendement de conversion supérieur à celui des cellules en silicium polycristallin, la part de marché des plaquettes de silicium monocristallin continue de croître, tandis que celle des plaquettes de silicium polycristallin en Chine diminue d'année en année, passant de 32,5 % en 2019 à 9,3 % en 2020. Par conséquent, les fabricants de champs thermiques utilisent principalement la technologie du champ thermique des fours de tirage de monocristal.
Figure 2 : Champ thermique dans la chaîne industrielle de fabrication du silicium cristallin
Le champ thermique est composé de plus d'une douzaine de composants, dont les quatre principaux sont le creuset, le tube de guidage, le cylindre isolant et le dispositif de chauffage. Chaque composant a des exigences différentes en termes de propriétés matérielles. La figure ci-dessous est un schéma du champ thermique du silicium monocristallin. Le creuset, le tube de guidage et le cylindre isolant constituent les éléments structurels du système de champ thermique. Leur fonction principale est de supporter l'ensemble du champ thermique à haute température et leurs exigences en matière de densité, de résistance et de conductivité thermique sont élevées. Le dispositif de chauffage est un élément chauffant direct du champ thermique. Sa fonction est de fournir de l'énergie thermique. Généralement résistif, il requiert des exigences plus élevées en matière de résistivité du matériau.
Date de publication : 01/07/2024