Glavni materijali za termalno polje: C/C kompozitni materijali

Ugljik-ugljik kompozitisu vrsta kompozita od karbonskih vlakana, s karbonskim vlaknima kao materijalom za ojačanje i deponiranim ugljikom kao matričnim materijalom. MatricaC/C kompoziti su ugljikBudući da je gotovo u potpunosti sastavljen od elementarnog ugljika, ima izvrsnu otpornost na visoke temperature i nasljeđuje snažna mehanička svojstva karbonskih vlakana. Ranije je industrijaliziran u području obrane.

Područja primjene:

C/C kompozitni materijalinalaze se u sredini industrijskog lanca, a uzvodno uključuje proizvodnju karbonskih vlakana i predoblika, a nizvodna područja primjene su relativno široka.C/C kompozitni materijaliUglavnom se koriste kao materijali otporni na toplinu, materijali za trenje i materijali visokih mehaničkih performansi. Koriste se u zrakoplovstvu (obloge grla raketnih mlaznica, materijali za toplinsku zaštitu i dijelovi toplinske konstrukcije motora), materijalima za kočnice (brze željeznice, kočioni diskovi zrakoplova), fotonaponskim toplinskim poljima (izolacijske cijevi, lonci, vodilice i druge komponente), biološkim tijelima (umjetne kosti) i drugim područjima. Trenutno, domaćiC/C kompozitni materijalitvrtke se uglavnom usredotočuju na pojedinačnu vezu kompozitnih materijala i proširuju se na uzvodni smjer predoblika.

C/C kompozitni materijali imaju izvrsne sveobuhvatne performanse, s niskom gustoćom, visokom specifičnom čvrstoćom, visokim specifičnim modulom, visokom toplinskom vodljivošću, niskim koeficijentom toplinskog širenja, dobrom žilavošću na lom, otpornošću na habanje, otpornošću na ablaciju itd. Posebno, za razliku od drugih materijala, čvrstoća C/C kompozitnih materijala neće se smanjiti, već se može povećati s porastom temperature. To je izvrstan materijal otporan na toplinu i stoga je prvi put industrijaliziran u oblogama grla raketa.

C/C kompozitni materijal nasljeđuje izvrsna mehanička svojstva i svojstva obrade karbonskih vlakana, a ima i otpornost na toplinu i koroziju grafita te je postao snažan konkurent grafitnim proizvodima. Posebno u području primjene s visokim zahtjevima za čvrstoću - fotonaponskom termičkom polju, isplativost i sigurnost C/C kompozitnih materijala postaju sve istaknutije u području velikih silicijskih pločica, što je postalo rigidna potražnja. Naprotiv, grafit je postao dodatak C/C kompozitnim materijalima zbog ograničenih proizvodnih kapaciteta na strani ponude.

Primjena fotonaponskog termalnog polja:

Toplinsko polje je cijeli sustav za održavanje rasta monokristalnog silicija ili proizvodnje polikristalnih silicijevih ingota na određenoj temperaturi. Igra ključnu ulogu u čistoći, ujednačenosti i drugim kvalitetama monokristalnog i polikristalnog silicija te pripada prednjem dijelu industrije proizvodnje kristalnog silicija. Toplinsko polje može se podijeliti na sustav toplinskog polja peći za izvlačenje monokristalnog silicija i sustav toplinskog polja peći za polikristalne ingote prema vrsti proizvoda. Budući da monokristalne silicijske ćelije imaju veću učinkovitost pretvorbe od polikristalnih silicijskih ćelija, tržišni udio monokristalnih silicijskih pločica nastavlja rasti, dok se tržišni udio polikristalnih silicijskih pločica u mojoj zemlji smanjuje iz godine u godinu, s 32,5% u 2019. na 9,3% u 2020. Stoga proizvođači toplinskog polja uglavnom koriste tehnologiju toplinskog polja peći za izvlačenje monokristalnih kristala.

Slika 2: Toplinsko polje u lancu industrije proizvodnje kristalnog silicija

Toplinsko polje sastoji se od više od desetak komponenti, a četiri glavne komponente su lončić, vodeća cijev, izolacijski cilindar i grijač. Različite komponente imaju različite zahtjeve za svojstva materijala. Donja slika je shematski dijagram toplinskog polja monokristalnog silicija. Lončić, vodeća cijev i izolacijski cilindar su strukturni dijelovi sustava toplinskog polja. Njihova je glavna funkcija podržavati cijelo visokotemperaturno toplinsko polje, a imaju visoke zahtjeve za gustoću, čvrstoću i toplinsku vodljivost. Grijač je izravni grijaći element u toplinskom polju. Njegova je funkcija osigurati toplinsku energiju. Općenito je otporan, pa ima veće zahtjeve za otpor materijala.