ძირითადი თერმული ველის მასალები: C/C კომპოზიტური მასალები

ნახშირბად-ნახშირბადის კომპოზიტებინახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტების ტიპია, სადაც ნახშირბადის ბოჭკო გამაგრების მასალად და დალექილი ნახშირბადი მატრიცის მასალად გამოიყენება.C/C კომპოზიტები ნახშირბადისგან შედგებავინაიდან ის თითქმის მთლიანად ელემენტარული ნახშირბადისგან შედგება, მას აქვს შესანიშნავი მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა და მემკვიდრეობით იღებს ნახშირბადის ბოჭკოს ძლიერ მექანიკურ თვისებებს. ის ადრევე იქნა ინდუსტრიული თავდაცვის სფეროში.

გამოყენების სფეროები:

C/C კომპოზიტური მასალებიგანლაგებულია სამრეწველო ჯაჭვის შუა ნაწილში, ხოლო ზედა დინება მოიცავს ნახშირბადის ბოჭკოსა და პრეფორმების წარმოებას, ხოლო ქვედა დინების გამოყენების სფეროები შედარებით ფართოა.C/C კომპოზიტური მასალებიძირითადად გამოიყენება როგორც სითბოს მდგრადი მასალები, ხახუნის მასალები და მაღალი მექანიკური მახასიათებლების მასალები. ისინი გამოიყენება აერონავტიკაში (რაკეტის საქშენის ყელის საფენები, თერმული დამცავი მასალები და ძრავის თერმული სტრუქტურული ნაწილები), მუხრუჭების მასალებში (მაღალსიჩქარიანი რკინიგზა, თვითმფრინავის სამუხრუჭე დისკები), ფოტოელექტრული თერმული ველები (საიზოლაციო ლულები, ტიგელიები, გამტარი მილები და სხვა კომპონენტები), ბიოლოგიურ სხეულებში (ხელოვნური ძვლები) და სხვა სფეროებში. ამჟამად, შიდაC/C კომპოზიტური მასალებიკომპანიები ძირითადად კომპოზიტური მასალების ერთ რგოლზე არიან ორიენტირებულნი და პრეფორმის ზემოთ დამზადების მიმართულებაზეც ვრცელდებიან.

C/C კომპოზიტურ მასალებს აქვთ შესანიშნავი ყოვლისმომცველი მახასიათებლები, დაბალი სიმკვრივით, მაღალი სპეციფიკური სიმტკიცით, მაღალი სპეციფიკური მოდულით, მაღალი თბოგამტარობით, დაბალი თერმული გაფართოების კოეფიციენტით, კარგი მოტეხილობისადმი სიმტკიცით, ცვეთამედეგობით, აბლაციისადმი მდგრადობით და ა.შ. კერძოდ, სხვა მასალებისგან განსხვავებით, C/C კომპოზიტური მასალების სიმტკიცე არ მცირდება, არამედ შეიძლება გაიზარდოს ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ეს არის შესანიშნავი სითბოსადმი მდგრადი მასალა და ამიტომ იგი პირველად ინდუსტრიულად იქნა გამოყენებული რაკეტის ყელის ლაინერებში.

C/C კომპოზიტურ მასალას ნახშირბადის ბოჭკოს შესანიშნავი მექანიკური თვისებები და დამუშავების თვისებები აქვს, გრაფიტის სითბოს და კოროზიისადმი მდგრადობა აქვს და გრაფიტის პროდუქტების ძლიერ კონკურენტად იქცა. განსაკუთრებით მაღალი სიმტკიცის მოთხოვნების მქონე გამოყენების სფეროში - ფოტოელექტრული თერმული ველი, C/C კომპოზიტური მასალების ეკონომიურობა და უსაფრთხოება სულ უფრო და უფრო თვალსაჩინო ხდება მასშტაბური სილიკონის ვაფლების პირობებში და მასზე მკაცრი მოთხოვნაა. პირიქით, მიწოდების მხრივ შეზღუდული წარმოების შესაძლებლობების გამო, გრაფიტი C/C კომპოზიტური მასალების დამატებად იქცა.

ფოტოელექტრული თერმული ველის გამოყენება:

თერმული ველი წარმოადგენს მონოკრისტალური სილიციუმის ზრდის ან პოლიკრისტალური სილიციუმის ზოდების წარმოების მთლიან სისტემას გარკვეულ ტემპერატურაზე. ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მონოკრისტალური სილიციუმის და პოლიკრისტალური სილიციუმის სისუფთავეში, ერთგვაროვნებასა და სხვა თვისებებში და მიეკუთვნება კრისტალური სილიციუმის წარმოების ინდუსტრიის წინა ხაზს. პროდუქტის ტიპის მიხედვით, თერმული ველი შეიძლება დაიყოს მონოკრისტალური სილიციუმის ერთკრისტალური გამწევი ღუმელის თერმული ველის სისტემად და პოლიკრისტალური ზოდების ღუმელის თერმული ველის სისტემად. ვინაიდან მონოკრისტალურ სილიციუმის უჯრედებს უფრო მაღალი გარდაქმნის ეფექტურობა აქვთ, ვიდრე პოლიკრისტალურ სილიციუმის უჯრედებს, მონოკრისტალური სილიციუმის ვაფლების ბაზრის წილი აგრძელებს ზრდას, მაშინ როდესაც ჩემს ქვეყანაში პოლიკრისტალური სილიციუმის ვაფლების ბაზრის წილი წლიდან წლამდე მცირდება, 2019 წლის 32.5%-დან 2020 წლის 9.3%-მდე. ამიტომ, თერმული ველის მწარმოებლები ძირითადად იყენებენ ერთკრისტალური გამწევი ღუმელების თერმული ველის ტექნოლოგიის გზას.

სურათი 2: თერმული ველი კრისტალური სილიციუმის წარმოების ინდუსტრიულ ჯაჭვში

თერმული ველი ათზე მეტი კომპონენტისგან შედგება, რომელთა ოთხი ძირითადი კომპონენტია ტიგერი, გამტარი მილი, საიზოლაციო ცილინდრი და გამათბობელი. სხვადასხვა კომპონენტს მასალის თვისებების მიმართ განსხვავებული მოთხოვნები აქვს. ქვემოთ მოცემული სურათი ერთკრისტალური სილიციუმის თერმული ველის სქემატური დიაგრამაა. ტიგერი, გამტარი მილი და საიზოლაციო ცილინდრი თერმული ველის სისტემის სტრუქტურული ნაწილებია. მათი ძირითადი ფუნქციაა მთელი მაღალი ტემპერატურის თერმული ველის მხარდაჭერა და მათ მაღალი მოთხოვნები აქვთ სიმკვრივის, სიმტკიცისა და თბოგამტარობის მიმართ. გამათბობელი თერმულ ველში პირდაპირი გამათბობელი ელემენტია. მისი ფუნქციაა თერმული ენერგიის მიწოდება. ის ზოგადად რეზისტენტულია, ამიტომ მასალის წინაღობის მიმართ უფრო მაღალი მოთხოვნები აქვს.