Material utama di bidang termal: Material komposit C/C

Komposit karbon-karbonadalah jenis komposit serat karbon, dengan serat karbon sebagai bahan penguat dan karbon yang diendapkan sebagai bahan matriks. Matriks dariKomposit C/C adalah karbon.Karena hampir seluruhnya terdiri dari unsur karbon, material ini memiliki ketahanan suhu tinggi yang sangat baik dan mewarisi sifat mekanik yang kuat dari serat karbon. Material ini telah diindustrialisasi di bidang pertahanan sejak lama.

Bidang aplikasi:

Bahan komposit C/CTerletak di tengah rantai industri, dan bagian hulu mencakup pembuatan serat karbon dan preform, sedangkan bidang aplikasi hilir relatif luas.Bahan komposit C/Cterutama digunakan sebagai bahan tahan panas, bahan gesekan, dan bahan berkinerja mekanik tinggi. Mereka digunakan di bidang kedirgantaraan (lapisan tenggorokan nosel roket, bahan pelindung termal, dan bagian struktural termal mesin), bahan rem (kereta api kecepatan tinggi, cakram rem pesawat terbang), bidang fotovoltaik termal (tabung isolasi, wadah, tabung pemandu, dan komponen lainnya), tubuh biologis (tulang buatan), dan bidang lainnya. Saat ini, produksi dalam negeri masih terbatas.Bahan komposit C/CPerusahaan-perusahaan tersebut sebagian besar berfokus pada satu mata rantai material komposit dan meluas ke arah preform hulu.

Material komposit C/C memiliki kinerja komprehensif yang sangat baik, dengan densitas rendah, kekuatan spesifik tinggi, modulus spesifik tinggi, konduktivitas termal tinggi, koefisien ekspansi termal rendah, ketangguhan retak yang baik, ketahanan aus, ketahanan ablasi, dll. Secara khusus, tidak seperti material lain, kekuatan material komposit C/C tidak akan menurun tetapi dapat meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Ini adalah material tahan panas yang sangat baik, dan karena itu pertama kali diindustrialisasi dalam pelapis tenggorokan roket.

Material komposit C/C mewarisi sifat mekanik dan sifat pemrosesan yang sangat baik dari serat karbon, serta memiliki ketahanan panas dan ketahanan korosi dari grafit, dan telah menjadi pesaing kuat produk grafit. Terutama di bidang aplikasi dengan persyaratan kekuatan tinggi – bidang fotovoltaik termal, efektivitas biaya dan keamanan material komposit C/C menjadi semakin menonjol di bawah wafer silikon skala besar, dan telah menjadi tuntutan yang ketat. Sebaliknya, grafit telah menjadi pelengkap material komposit C/C karena kapasitas produksi yang terbatas di sisi pasokan.

Aplikasi lapangan fotovoltaik termal:

Medan termal adalah keseluruhan sistem untuk mempertahankan pertumbuhan silikon monokristalin atau produksi ingot silikon polikristalin pada suhu tertentu. Sistem ini memainkan peran kunci dalam kemurnian, keseragaman, dan kualitas lain dari silikon monokristalin dan silikon polikristalin, dan termasuk dalam ujung depan industri manufaktur silikon kristalin. Medan termal dapat dibagi menjadi sistem medan termal tungku penarikan kristal tunggal silikon monokristalin dan sistem medan termal tungku ingot polikristalin berdasarkan jenis produk. Karena sel silikon monokristalin memiliki efisiensi konversi yang lebih tinggi daripada sel silikon polikristalin, pangsa pasar wafer silikon monokristalin terus meningkat, sementara pangsa pasar wafer silikon polikristalin di negara kita terus menurun dari tahun ke tahun, dari 32,5% pada tahun 2019 menjadi 9,3% pada tahun 2020. Oleh karena itu, produsen medan termal terutama menggunakan jalur teknologi medan termal tungku penarikan kristal tunggal.

Gambar 2: Medan termal dalam rantai industri manufaktur silikon kristalin

Medan termal terdiri dari lebih dari selusin komponen, dan empat komponen inti adalah wadah peleburan, tabung pemandu, silinder isolasi, dan pemanas. Komponen yang berbeda memiliki persyaratan yang berbeda untuk sifat material. Gambar di bawah ini adalah diagram skematik medan termal silikon kristal tunggal. Wadah peleburan, tabung pemandu, dan silinder isolasi adalah bagian struktural dari sistem medan termal. Fungsi inti mereka adalah untuk menopang seluruh medan termal suhu tinggi, dan mereka memiliki persyaratan tinggi untuk kepadatan, kekuatan, dan konduktivitas termal. Pemanas adalah elemen pemanas langsung dalam medan termal. Fungsinya adalah untuk menyediakan energi termal. Umumnya bersifat resistif, sehingga memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk resistivitas material.