മുഖ്യധാരാ താപ മണ്ഡല വസ്തുക്കൾ: സി/സി സംയുക്ത വസ്തുക്കൾ

കാർബൺ-കാർബൺ സംയുക്തങ്ങൾഒരു തരം കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങളാണ്, അവയിൽ കാർബൺ ഫൈബർ ബലപ്പെടുത്തൽ വസ്തുവായും നിക്ഷേപിച്ച കാർബൺ മാട്രിക്സ് വസ്തുവായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.സി/സി കമ്പോസിറ്റുകൾ കാർബൺ ആണ്. ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും മൂലക കാർബൺ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചതിനാൽ, ഇതിന് മികച്ച ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധമുണ്ട്, കൂടാതെ കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ ശക്തമായ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ അവകാശപ്പെടുന്നു. പ്രതിരോധ മേഖലയിൽ ഇത് നേരത്തെ വ്യാവസായികവൽക്കരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.

ആപ്ലിക്കേഷൻ മേഖലകൾ:

സി/സി സംയുക്ത വസ്തുക്കൾവ്യാവസായിക ശൃംഖലയുടെ മധ്യത്തിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്, അപ്‌സ്ട്രീമിൽ കാർബൺ ഫൈബറും പ്രീഫോം നിർമ്മാണവും ഉൾപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഡൗൺസ്ട്രീം ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകൾ താരതമ്യേന വിശാലമാണ്.സി/സി സംയുക്ത വസ്തുക്കൾപ്രധാനമായും ചൂട് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള വസ്തുക്കൾ, ഘർഷണ വസ്തുക്കൾ, ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ പ്രകടന വസ്തുക്കൾ എന്നിവയിലാണ് ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എയ്‌റോസ്‌പേസ് (റോക്കറ്റ് നോസൽ തൊണ്ട ലൈനിംഗുകൾ, താപ സംരക്ഷണ വസ്തുക്കൾ, എഞ്ചിൻ താപ ഘടനാ ഭാഗങ്ങൾ), ബ്രേക്ക് മെറ്റീരിയലുകൾ (ഹൈ-സ്പീഡ് റെയിൽ, എയർക്രാഫ്റ്റ് ബ്രേക്ക് ഡിസ്കുകൾ), ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് താപ ഫീൽഡുകൾ (ഇൻസുലേഷൻ ബാരലുകൾ, ക്രൂസിബിളുകൾ, ഗൈഡ് ട്യൂബുകൾ, മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ), ബയോളജിക്കൽ ബോഡികൾ (കൃത്രിമ അസ്ഥികൾ), മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. നിലവിൽ, ഗാർഹികസി/സി സംയുക്ത വസ്തുക്കൾകമ്പനികൾ പ്രധാനമായും സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ ഒറ്റ ലിങ്കിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും അപ്‌സ്ട്രീം പ്രീഫോം ദിശയിലേക്ക് വ്യാപിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

സി/സി സംയുക്ത വസ്തുക്കൾക്ക് മികച്ച സമഗ്ര പ്രകടനശേഷിയുണ്ട്, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത, ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശക്തി, ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട മോഡുലസ്, ഉയർന്ന താപ ചാലകത, കുറഞ്ഞ താപ വികാസ ഗുണകം, നല്ല ഒടിവ് കാഠിന്യം, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, അബ്ലേഷൻ പ്രതിരോധം മുതലായവ. പ്രത്യേകിച്ച്, മറ്റ് വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, സി/സി സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ ശക്തി കുറയില്ല, പക്ഷേ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് വർദ്ധിച്ചേക്കാം. ഇത് ഒരു മികച്ച താപ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള വസ്തുവാണ്, അതിനാൽ ഇത് ആദ്യമായി റോക്കറ്റ് തൊണ്ട ലൈനറുകളിൽ വ്യാവസായികവൽക്കരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

സി/സി സംയുക്ത വസ്തുക്കൾക്ക് കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും സംസ്കരണ ഗുണങ്ങളും അവകാശപ്പെടാം, കൂടാതെ ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ താപ പ്രതിരോധവും നാശന പ്രതിരോധവും ഉണ്ട്, കൂടാതെ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ശക്തമായ എതിരാളിയായി മാറിയിരിക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന ശക്തി ആവശ്യകതകളുള്ള ആപ്ലിക്കേഷൻ മേഖലയിൽ - ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് തെർമൽ ഫീൽഡ്, വലിയ തോതിലുള്ള സിലിക്കൺ വേഫറുകൾക്ക് കീഴിൽ സി/സി സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തിയും സുരക്ഷയും കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു, കൂടാതെ അത് ഒരു കർക്കശമായ ഡിമാൻഡായി മാറിയിരിക്കുന്നു. നേരെമറിച്ച്, വിതരണ വശത്ത് പരിമിതമായ ഉൽപാദന ശേഷി കാരണം ഗ്രാഫൈറ്റ് സി/സി സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ ഒരു അനുബന്ധമായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് തെർമൽ ഫീൽഡ് ആപ്ലിക്കേഷൻ:

ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കണിന്റെ വളർച്ചയോ പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ ഇൻഗോട്ടുകളുടെ ഉത്പാദനമോ നിലനിർത്തുന്നതിനുള്ള മുഴുവൻ സംവിധാനമാണ് താപ മണ്ഡലം. മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കണിന്റെയും പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കണിന്റെയും പരിശുദ്ധി, ഏകീകൃതത, മറ്റ് ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഇത് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, കൂടാതെ ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ നിർമ്മാണ വ്യവസായത്തിന്റെ മുൻവശത്ത് പെടുന്നു. ഉൽപ്പന്ന തരം അനുസരിച്ച് താപ മണ്ഡലത്തെ മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ പുള്ളിംഗ് ഫർണസിന്റെ താപ ഫീൽഡ് സിസ്റ്റമായും പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ ഇൻഗോട്ട് ഫർണസിന്റെ താപ ഫീൽഡ് സിസ്റ്റമായും വിഭജിക്കാം. മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ സെല്ലുകൾക്ക് പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ സെല്ലുകളേക്കാൾ ഉയർന്ന പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത ഉള്ളതിനാൽ, മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ വിപണി വിഹിതം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, അതേസമയം എന്റെ രാജ്യത്തെ പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ വിപണി വിഹിതം വർഷം തോറും കുറഞ്ഞുവരികയാണ്, 2019 ൽ 32.5% ൽ നിന്ന് 2020 ൽ 9.3% ആയി. അതിനാൽ, തെർമൽ ഫീൽഡ് നിർമ്മാതാക്കൾ പ്രധാനമായും സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ പുള്ളിംഗ് ഫർണസുകളുടെ താപ ഫീൽഡ് സാങ്കേതികവിദ്യ റൂട്ട് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 2: ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ നിർമ്മാണ വ്യവസായ ശൃംഖലയിലെ താപ മണ്ഡലം

ഒരു ഡസനിലധികം ഘടകങ്ങൾ ചേർന്നതാണ് താപ മണ്ഡലം, നാല് കോർ ഘടകങ്ങൾ ക്രൂസിബിൾ, ഗൈഡ് ട്യൂബ്, ഇൻസുലേഷൻ സിലിണ്ടർ, ഹീറ്റർ എന്നിവയാണ്. വ്യത്യസ്ത ഘടകങ്ങൾക്ക് മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങൾക്ക് വ്യത്യസ്ത ആവശ്യകതകളുണ്ട്. താഴെയുള്ള ചിത്രം സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കണിന്റെ താപ മണ്ഡലത്തിന്റെ ഒരു സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രമാണ്. ക്രൂസിബിൾ, ഗൈഡ് ട്യൂബ്, ഇൻസുലേഷൻ സിലിണ്ടർ എന്നിവ താപ മണ്ഡല സംവിധാനത്തിന്റെ ഘടനാപരമായ ഭാഗങ്ങളാണ്. അവയുടെ പ്രധാന പ്രവർത്തനം മുഴുവൻ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള താപ മണ്ഡലത്തെയും പിന്തുണയ്ക്കുക എന്നതാണ്, കൂടാതെ സാന്ദ്രത, ശക്തി, താപ ചാലകത എന്നിവയ്ക്ക് അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന ആവശ്യകതകളുണ്ട്. താപ മണ്ഡലത്തിലെ ഒരു നേരിട്ടുള്ള ചൂടാക്കൽ ഘടകമാണ് ഹീറ്റർ. താപ ഊർജ്ജം നൽകുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ പ്രവർത്തനം. ഇത് പൊതുവെ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതാണ്, അതിനാൽ മെറ്റീരിയൽ പ്രതിരോധത്തിന് ഇതിന് ഉയർന്ന ആവശ്യകതകളുണ്ട്.