मुख्यधारा थर्मल क्षेत्र सामग्री: C/C कम्पोजिट सामग्रीहरू

कार्बन-कार्बन कम्पोजिटहरूएक प्रकारको कार्बन फाइबर कम्पोजिट हो, जसमा कार्बन फाइबरलाई सुदृढीकरण सामग्रीको रूपमा र जम्मा गरिएको कार्बनलाई म्याट्रिक्स सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। को म्याट्रिक्सC/C कम्पोजिटहरू कार्बन हुन्। यो लगभग पूर्ण रूपमा मौलिक कार्बनबाट बनेको हुनाले, यसमा उत्कृष्ट उच्च तापक्रम प्रतिरोध छ र कार्बन फाइबरको बलियो यान्त्रिक गुणहरू प्राप्त गर्दछ। यो पहिले नै रक्षा क्षेत्रमा औद्योगिकीकरण गरिएको छ।

आवेदन क्षेत्रहरू:

C/C कम्पोजिट सामग्रीहरूऔद्योगिक शृङ्खलाको बीचमा अवस्थित छन्, र माथिल्लो भागमा कार्बन फाइबर र प्रिफर्म निर्माण समावेश छ, र डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोग क्षेत्रहरू अपेक्षाकृत फराकिलो छन्।C/C कम्पोजिट सामग्रीहरूमुख्यतया ताप प्रतिरोधी सामग्री, घर्षण सामग्री, र उच्च यांत्रिक प्रदर्शन सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरू एयरोस्पेस (रकेट नोजल घाँटीको अस्तर, थर्मल सुरक्षा सामग्री र इन्जिन थर्मल संरचनात्मक भागहरू), ब्रेक सामग्री (उच्च-गति रेल, विमान ब्रेक डिस्क), फोटोभोल्टिक थर्मल क्षेत्रहरू (इन्सुलेशन ब्यारेल, क्रुसिबल, गाइड ट्यूब र अन्य घटकहरू), जैविक निकायहरू (कृत्रिम हड्डीहरू) र अन्य क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ। हाल, घरेलुC/C कम्पोजिट सामग्रीहरूकम्पनीहरूले मुख्यतया कम्पोजिट सामग्रीको एकल लिङ्कमा ध्यान केन्द्रित गर्छन् र अपस्ट्रीम प्रिफर्म दिशामा विस्तार गर्छन्।

C/C कम्पोजिट सामग्रीहरूमा उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन हुन्छ, कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति, उच्च विशिष्ट मोड्युलस, उच्च तापीय चालकता, कम तापीय विस्तार गुणांक, राम्रो फ्र्याक्चर कठोरता, पहिरन प्रतिरोध, पृथकीकरण प्रतिरोध, आदि। विशेष गरी, अन्य सामग्रीहरू भन्दा फरक, C/C कम्पोजिट सामग्रीहरूको शक्ति घट्ने छैन तर तापक्रम बढ्दै जाँदा बढ्न सक्छ। यो एक उत्कृष्ट ताप-प्रतिरोधी सामग्री हो, र त्यसैले यसलाई पहिलो पटक रकेट थ्रोट लाइनरहरूमा औद्योगिकीकरण गरिएको छ।

C/C कम्पोजिट सामग्रीले कार्बन फाइबरको उत्कृष्ट मेकानिकल गुणहरू र प्रशोधन गुणहरू प्राप्त गर्दछ, र ग्रेफाइटको ताप प्रतिरोध र जंग प्रतिरोध छ, र ग्रेफाइट उत्पादनहरूको बलियो प्रतिस्पर्धी बनेको छ। विशेष गरी उच्च शक्ति आवश्यकताहरू - फोटोभोल्टिक थर्मल क्षेत्रको साथ अनुप्रयोग क्षेत्रमा, C/C कम्पोजिट सामग्रीहरूको लागत-प्रभावकारिता र सुरक्षा ठूला-स्तरीय सिलिकन वेफरहरू अन्तर्गत बढ्दो रूपमा प्रमुख हुँदै गइरहेको छ, र यो एक कठोर माग बनेको छ। यसको विपरीत, आपूर्ति पक्षमा सीमित उत्पादन क्षमताको कारण ग्रेफाइट C/C कम्पोजिट सामग्रीहरूको पूरक बनेको छ।

फोटोभोल्टिक थर्मल फिल्ड अनुप्रयोग:

थर्मल फिल्ड भनेको मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकनको वृद्धि वा निश्चित तापक्रममा पोलिक्रिस्टलाइन सिलिकन इन्गटहरूको उत्पादन कायम राख्ने सम्पूर्ण प्रणाली हो। यसले मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकन र पोलिक्रिस्टलाइन सिलिकनको शुद्धता, एकरूपता र अन्य गुणहरूमा प्रमुख भूमिका खेल्छ, र क्रिस्टलाइन सिलिकन उत्पादन उद्योगको अगाडिको छेउमा पर्छ। थर्मल फिल्डलाई उत्पादन प्रकार अनुसार मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकन सिंगल क्रिस्टल पुलिङ फर्नेसको थर्मल फिल्ड प्रणाली र पोलिक्रिस्टलाइन इन्गट फर्नेसको थर्मल फिल्ड प्रणालीमा विभाजन गर्न सकिन्छ। मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकन सेलहरूमा पोलिक्रिस्टलाइन सिलिकन सेलहरू भन्दा उच्च रूपान्तरण दक्षता भएकोले, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकन वेफर्सको बजार हिस्सा बढ्दै गइरहेको छ, जबकि मेरो देशमा पोलिक्रिस्टलाइन सिलिकन वेफर्सको बजार हिस्सा वर्ष-दर-वर्ष घट्दै गइरहेको छ, २०१९ मा ३२.५% बाट २०२० मा ९.३% पुगेको छ। त्यसकारण, थर्मल फिल्ड निर्माताहरूले मुख्यतया एकल क्रिस्टल पुलिङ फर्नेसको थर्मल फिल्ड टेक्नोलोजी मार्ग प्रयोग गर्छन्।

चित्र २: क्रिस्टलीय सिलिकन उत्पादन उद्योग श्रृंखलामा थर्मल क्षेत्र

थर्मल फिल्ड एक दर्जन भन्दा बढी कम्पोनेन्टहरू मिलेर बनेको हुन्छ, र चार मुख्य कम्पोनेन्टहरू क्रुसिबल, गाइड ट्यूब, इन्सुलेशन सिलिन्डर र हीटर हुन्। विभिन्न कम्पोनेन्टहरूको भौतिक गुणहरूको लागि फरक-फरक आवश्यकताहरू हुन्छन्। तलको चित्र एकल क्रिस्टल सिलिकनको थर्मल फिल्डको योजनाबद्ध रेखाचित्र हो। क्रुसिबल, गाइड ट्यूब र इन्सुलेशन सिलिन्डर थर्मल फिल्ड प्रणालीका संरचनात्मक भागहरू हुन्। तिनीहरूको मुख्य कार्य सम्पूर्ण उच्च-तापमान थर्मल फिल्डलाई समर्थन गर्नु हो, र तिनीहरूको घनत्व, शक्ति र थर्मल चालकताको लागि उच्च आवश्यकताहरू छन्। हीटर थर्मल फिल्डमा प्रत्यक्ष ताप तत्व हो। यसको कार्य थर्मल ऊर्जा प्रदान गर्नु हो। यो सामान्यतया प्रतिरोधात्मक हुन्छ, त्यसैले यसमा सामग्री प्रतिरोधात्मकताको लागि उच्च आवश्यकताहरू हुन्छन्।