મુખ્ય પ્રવાહના થર્મલ ફિલ્ડ મટિરિયલ્સ: C/C કમ્પોઝિટ મટિરિયલ્સ

કાર્બન-કાર્બન કમ્પોઝિટકાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટનો એક પ્રકાર છે, જેમાં કાર્બન ફાઇબર મજબૂતીકરણ સામગ્રી તરીકે અને જમા કાર્બન મેટ્રિક્સ સામગ્રી તરીકે હોય છે.C/C કમ્પોઝિટ કાર્બન છે. તે લગભગ સંપૂર્ણપણે એલિમેન્ટલ કાર્બનથી બનેલું હોવાથી, તેમાં ઉત્તમ ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર છે અને તે કાર્બન ફાઇબરના મજબૂત યાંત્રિક ગુણધર્મો વારસામાં મેળવે છે. સંરક્ષણ ક્ષેત્રમાં તેનું અગાઉ ઔદ્યોગિકીકરણ કરવામાં આવ્યું છે.

એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો:

સી/સી સંયુક્ત સામગ્રીઔદ્યોગિક શૃંખલાની મધ્યમાં સ્થિત છે, અને અપસ્ટ્રીમમાં કાર્બન ફાઇબર અને પ્રીફોર્મ મેન્યુફેક્ચરિંગનો સમાવેશ થાય છે, અને ડાઉનસ્ટ્રીમ એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો પ્રમાણમાં વિશાળ છે.સી/સી સંયુક્ત સામગ્રીમુખ્યત્વે ગરમી-પ્રતિરોધક સામગ્રી, ઘર્ષણ સામગ્રી અને ઉચ્ચ યાંત્રિક કામગીરી સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેનો ઉપયોગ એરોસ્પેસ (રોકેટ નોઝલ ગળાના લાઇનિંગ, થર્મલ પ્રોટેક્શન સામગ્રી અને એન્જિન થર્મલ સ્ટ્રક્ચરલ ભાગો), બ્રેક સામગ્રી (હાઇ-સ્પીડ રેલ, એરક્રાફ્ટ બ્રેક ડિસ્ક), ફોટોવોલ્ટેઇક થર્મલ ક્ષેત્રો (ઇન્સ્યુલેશન બેરલ, ક્રુસિબલ્સ, માર્ગદર્શિકા ટ્યુબ અને અન્ય ઘટકો), જૈવિક શરીર (કૃત્રિમ હાડકાં) અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થાય છે. હાલમાં, ઘરેલુંસી/સી સંયુક્ત સામગ્રીકંપનીઓ મુખ્યત્વે સંયુક્ત સામગ્રીની એકલ કડી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે અને અપસ્ટ્રીમ પ્રીફોર્મ દિશા સુધી વિસ્તરે છે.

C/C સંયુક્ત સામગ્રી ઉત્તમ વ્યાપક કામગીરી ધરાવે છે, જેમાં ઓછી ઘનતા, ઉચ્ચ ચોક્કસ શક્તિ, ઉચ્ચ ચોક્કસ મોડ્યુલસ, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, ઓછી થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક, સારી ફ્રેક્ચર કઠિનતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, ઘટાડા પ્રતિકાર, વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ખાસ કરીને, અન્ય સામગ્રીઓથી વિપરીત, C/C સંયુક્ત સામગ્રીની મજબૂતાઈ ઘટશે નહીં પરંતુ તાપમાનમાં વધારા સાથે વધી શકે છે. તે એક ઉત્તમ ગરમી-પ્રતિરોધક સામગ્રી છે, અને તેથી તેને સૌપ્રથમ રોકેટ થ્રોટ લાઇનર્સમાં ઔદ્યોગિકીકરણ કરવામાં આવ્યું છે.

C/C સંયુક્ત સામગ્રી કાર્બન ફાઇબરના ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મો અને પ્રક્રિયા ગુણધર્મો વારસામાં મેળવે છે, અને તેમાં ગ્રેફાઇટની ગરમી પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકાર છે, અને તે ગ્રેફાઇટ ઉત્પાદનોનો મજબૂત સ્પર્ધક બની ગયો છે. ખાસ કરીને ઉચ્ચ શક્તિ આવશ્યકતાઓ - ફોટોવોલ્ટેઇક થર્મલ ક્ષેત્ર સાથેના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રમાં, મોટા પાયે સિલિકોન વેફર્સ હેઠળ C/C સંયુક્ત સામગ્રીની કિંમત-અસરકારકતા અને સલામતી વધુને વધુ અગ્રણી બની રહી છે, અને તે એક કઠોર માંગ બની ગઈ છે. તેનાથી વિપરીત, પુરવઠા બાજુએ મર્યાદિત ઉત્પાદન ક્ષમતાને કારણે ગ્રેફાઇટ C/C સંયુક્ત સામગ્રીનો પૂરક બની ગયો છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક થર્મલ ફિલ્ડ એપ્લિકેશન:

થર્મલ ફિલ્ડ એ મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોનની વૃદ્ધિ અથવા ચોક્કસ તાપમાને પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન ઇન્ગોટ્સના ઉત્પાદનને જાળવવા માટેની સમગ્ર સિસ્ટમ છે. તે મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન અને પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોનની શુદ્ધતા, એકરૂપતા અને અન્ય ગુણોમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, અને સ્ફટિકીય સિલિકોન ઉત્પાદન ઉદ્યોગના આગળના ભાગનો છે. થર્મલ ફિલ્ડને ઉત્પાદન પ્રકાર અનુસાર મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન સિંગલ ક્રિસ્ટલ પુલિંગ ફર્નેસની થર્મલ ફિલ્ડ સિસ્ટમ અને પોલીક્રિસ્ટલાઇન ઇન્ગોટ ફર્નેસની થર્મલ ફિલ્ડ સિસ્ટમમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન કોષોમાં પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન કોષો કરતાં વધુ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા હોવાથી, મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન વેફર્સનો બજાર હિસ્સો સતત વધતો રહે છે, જ્યારે મારા દેશમાં પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન વેફર્સનો બજાર હિસ્સો વર્ષ-દર-વર્ષ ઘટી રહ્યો છે, જે 2019 માં 32.5% થી 2020 માં 9.3% થયો છે. તેથી, થર્મલ ફિલ્ડ ઉત્પાદકો મુખ્યત્વે સિંગલ ક્રિસ્ટલ પુલિંગ ફર્નેસના થર્મલ ફિલ્ડ ટેકનોલોજી રૂટનો ઉપયોગ કરે છે.

આકૃતિ 2: સ્ફટિકીય સિલિકોન ઉત્પાદન ઉદ્યોગ શૃંખલામાં થર્મલ ક્ષેત્ર

થર્મલ ફિલ્ડ એક ડઝનથી વધુ ઘટકોથી બનેલું છે, અને ચાર મુખ્ય ઘટકો ક્રુસિબલ, ગાઇડ ટ્યુબ, ઇન્સ્યુલેશન સિલિન્ડર અને હીટર છે. વિવિધ ઘટકોની સામગ્રી ગુણધર્મો માટે અલગ અલગ આવશ્યકતાઓ હોય છે. નીચે આપેલ આકૃતિ સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોનના થર્મલ ફિલ્ડનું સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ છે. ક્રુસિબલ, ગાઇડ ટ્યુબ અને ઇન્સ્યુલેશન સિલિન્ડર થર્મલ ફિલ્ડ સિસ્ટમના માળખાકીય ભાગો છે. તેમનું મુખ્ય કાર્ય સમગ્ર ઉચ્ચ-તાપમાન થર્મલ ફિલ્ડને ટેકો આપવાનું છે, અને તેમની ઘનતા, શક્તિ અને થર્મલ વાહકતા માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ છે. હીટર થર્મલ ફિલ્ડમાં સીધું ગરમી તત્વ છે. તેનું કાર્ય થર્મલ ઉર્જા પ્રદાન કરવાનું છે. તે સામાન્ય રીતે પ્રતિકારક હોય છે, તેથી તેની સામગ્રી પ્રતિકારકતા માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ હોય છે.