Bahan medan terma arus perdana: bahan komposit C/C

Komposit karbon-karbonadalah sejenis komposit gentian karbon, dengan gentian karbon sebagai bahan tetulang dan karbon termendap sebagai bahan matriks. Matriks bagiKomposit C/C ialah karbonOleh kerana ia hampir keseluruhannya terdiri daripada karbon unsur, ia mempunyai rintangan suhu tinggi yang sangat baik dan mewarisi sifat mekanikal gentian karbon yang kuat. Ia telah diindustrialisasikan dalam bidang pertahanan sebelum ini.

Kawasan aplikasi:

Bahan komposit C/Cterletak di tengah-tengah rantaian perindustrian, dan huluan merangkumi pembuatan gentian karbon dan pra-bentuk, dan bidang aplikasi hiliran agak luas.Bahan komposit C/Cterutamanya digunakan sebagai bahan tahan haba, bahan geseran dan bahan berprestasi mekanikal tinggi. Ia digunakan dalam aeroangkasa (lapisan tekak muncung roket, bahan perlindungan haba dan bahagian struktur haba enjin), bahan brek (rel berkelajuan tinggi, cakera brek pesawat), medan haba fotovoltaik (tong penebat, mangkuk pijar, tiub panduan dan komponen lain), badan biologi (tulang tiruan) dan bidang lain. Pada masa ini, domestikBahan komposit C/CSyarikat-syarikat terutamanya memberi tumpuan kepada pautan tunggal bahan komposit dan melanjutkan ke arah prabentuk huluan.

Bahan komposit C/C mempunyai prestasi komprehensif yang sangat baik, dengan ketumpatan rendah, kekuatan spesifik yang tinggi, modulus spesifik yang tinggi, kekonduksian terma yang tinggi, pekali pengembangan terma yang rendah, ketahanan patah yang baik, rintangan haus, rintangan ablasi, dan sebagainya. Khususnya, tidak seperti bahan lain, kekuatan bahan komposit C/C tidak akan berkurangan tetapi mungkin meningkat dengan peningkatan suhu. Ia adalah bahan tahan haba yang sangat baik, dan oleh itu ia telah diindustrialisasikan terlebih dahulu dalam pelapik tekak roket.

Bahan komposit C/C mewarisi sifat mekanikal dan sifat pemprosesan gentian karbon yang sangat baik, dan mempunyai rintangan haba dan kakisan grafit, dan telah menjadi pesaing kuat produk grafit. Terutamanya dalam bidang aplikasi dengan keperluan kekuatan yang tinggi - medan terma fotovoltaik, keberkesanan kos dan keselamatan bahan komposit C/C menjadi semakin ketara di bawah wafer silikon berskala besar, dan ia telah menjadi permintaan yang ketat. Sebaliknya, grafit telah menjadi tambahan kepada bahan komposit C/C disebabkan oleh kapasiti pengeluaran yang terhad di bahagian bekalan.

Aplikasi medan terma fotovoltaik:

Medan terma ialah keseluruhan sistem untuk mengekalkan pertumbuhan silikon monokristalin atau penghasilan jongkong silikon polikristalin pada suhu tertentu. Ia memainkan peranan penting dalam ketulenan, keseragaman dan kualiti lain silikon monokristalin dan silikon polikristalin, dan tergolong dalam bahagian hadapan industri pembuatan silikon kristal. Medan terma boleh dibahagikan kepada sistem medan terma relau penarik kristal tunggal silikon monokristalin dan sistem medan terma relau jongkong polikristalin mengikut jenis produk. Memandangkan sel silikon monokristalin mempunyai kecekapan penukaran yang lebih tinggi daripada sel silikon polikristalin, bahagian pasaran wafer silikon monokristalin terus meningkat, manakala bahagian pasaran wafer silikon polikristalin di negara saya telah menurun tahun demi tahun, daripada 32.5% pada tahun 2019 kepada 9.3% pada tahun 2020. Oleh itu, pengeluar medan terma terutamanya menggunakan laluan teknologi medan terma relau penarik kristal tunggal.

Rajah 2: Medan terma dalam rantaian industri pembuatan silikon kristal

Medan terma terdiri daripada lebih daripada sedozen komponen, dan empat komponen terasnya ialah mangkuk pijar, tiub panduan, silinder penebat, dan pemanas. Komponen yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza untuk sifat bahan. Rajah di bawah ialah gambarajah skematik medan terma silikon hablur tunggal. Mangkuk pijar, tiub panduan, dan silinder penebat adalah bahagian struktur sistem medan terma. Fungsi terasnya adalah untuk menyokong keseluruhan medan terma suhu tinggi, dan ia mempunyai keperluan yang tinggi untuk ketumpatan, kekuatan, dan kekonduksian terma. Pemanas ialah elemen pemanasan langsung dalam medan terma. Fungsinya adalah untuk menyediakan tenaga terma. Ia secara amnya bersifat rintangan, jadi ia mempunyai keperluan yang lebih tinggi untuk kerintangan bahan.