Compositi carbonio-carboniosono un tipo di compositi in fibra di carbonio, con la fibra di carbonio come materiale di rinforzo e il carbonio depositato come materiale della matrice. La matrice diI compositi C/C sono carbonioEssendo composto quasi interamente da carbonio elementare, ha un'eccellente resistenza alle alte temperature e eredita le elevate proprietà meccaniche della fibra di carbonio. È stato industrializzato in precedenza nel settore della difesa.
Campi di applicazione:
Materiali compositi C/Csi trovano al centro della filiera industriale, mentre a monte rientra la produzione di fibre di carbonio e preforme, mentre i campi di applicazione a valle sono relativamente ampi.Materiali compositi C/CSono utilizzati principalmente come materiali resistenti al calore, materiali d'attrito e materiali ad alte prestazioni meccaniche. Trovano impiego in ambito aerospaziale (rivestimenti per gole di ugelli di razzi, materiali di protezione termica e componenti strutturali termici di motori), materiali per freni (treni ad alta velocità, dischi freno per aeromobili), campi fotovoltaici termici (barili isolanti, crogioli, tubi guida e altri componenti), corpi biologici (ossa artificiali) e altri settori. Attualmente, i materiali domesticiMateriali compositi C/Cle aziende si concentrano principalmente sul singolo collegamento dei materiali compositi e si estendono alla direzione della preforma a monte.
I materiali compositi C/C offrono eccellenti prestazioni complessive, grazie a bassa densità, elevata resistenza specifica, elevato modulo specifico, elevata conduttività termica, basso coefficiente di dilatazione termica, buona tenacità alla frattura, resistenza all'usura, resistenza all'ablazione, ecc. In particolare, a differenza di altri materiali, la resistenza dei materiali compositi C/C non diminuisce, ma può aumentare con l'aumentare della temperatura. È un materiale con un'eccellente resistenza al calore, ed è per questo che è stato inizialmente industrializzato nei rivestimenti delle gole dei razzi.
Il materiale composito C/C eredita le eccellenti proprietà meccaniche e di lavorazione della fibra di carbonio, e possiede la resistenza al calore e alla corrosione della grafite, diventando un valido concorrente dei prodotti in grafite. Soprattutto in settori applicativi con elevati requisiti di resistenza, come il fotovoltaico termico, l'economicità e la sicurezza dei materiali compositi C/C stanno diventando sempre più importanti nell'ambito dei wafer di silicio di grandi dimensioni, diventando una domanda sempre più diffusa. Al contrario, la grafite è diventata un'integrazione ai materiali compositi C/C a causa della limitata capacità produttiva dal lato dell'offerta.
Applicazione del campo fotovoltaico termico:
Il campo termico è l'intero sistema per mantenere la crescita del silicio monocristallino o la produzione di lingotti di silicio policristallino a una determinata temperatura. Svolge un ruolo chiave nella purezza, nell'uniformità e in altre qualità del silicio monocristallino e policristallino, e rappresenta l'avanguardia dell'industria manifatturiera del silicio cristallino. Il campo termico può essere suddiviso in un sistema di campo termico per forni di estrazione di monocristallino in silicio monocristallino e un sistema di campo termico per forni di lingotti policristallini, a seconda del tipo di prodotto. Poiché le celle in silicio monocristallino hanno un'efficienza di conversione superiore rispetto alle celle in silicio policristallino, la quota di mercato dei wafer di silicio monocristallino continua ad aumentare, mentre la quota di mercato dei wafer di silicio policristallino nel mio Paese è diminuita di anno in anno, dal 32,5% nel 2019 al 9,3% nel 2020. Pertanto, i produttori di campi termici utilizzano principalmente la tecnologia di campo termico dei forni di estrazione di monocristallino.
Figura 2: Campo termico nella catena industriale di produzione del silicio cristallino
Il campo termico è composto da più di una dozzina di componenti, e i quattro componenti principali sono il crogiolo, il tubo guida, il cilindro isolante e il riscaldatore. Componenti diversi hanno requisiti diversi per le proprietà dei materiali. La figura seguente mostra uno schema del campo termico del silicio monocristallino. Il crogiolo, il tubo guida e il cilindro isolante sono le parti strutturali del sistema del campo termico. La loro funzione principale è quella di supportare l'intero campo termico ad alta temperatura e hanno requisiti elevati di densità, resistenza e conduttività termica. Il riscaldatore è un elemento di riscaldamento diretto nel campo termico. La sua funzione è quella di fornire energia termica. È generalmente resistivo, quindi ha requisiti più elevati per la resistività del materiale.
Data di pubblicazione: 01-07-2024