Koolstof-koolstofcomposietenzijn een type koolstofvezelcomposieten, waarbij koolstofvezel als versterkingsmateriaal en afgezette koolstof als matrixmateriaal dient. De matrix vanC/C-composieten zijn koolstofOmdat het vrijwel volledig uit elementair koolstof bestaat, heeft het een uitstekende hoge temperatuurbestendigheid en erft het de sterke mechanische eigenschappen van koolstofvezel. Het is al eerder geïndustrialiseerd voor defensiedoeleinden.
Toepassingsgebieden:
C/C-composietmaterialenZe bevinden zich in het midden van de industriële keten. De upstream-fase omvat de productie van koolstofvezels en voorvormen, terwijl de downstream-toepassingsgebieden relatief breed zijn.C/C-composietmaterialenZe worden voornamelijk gebruikt als hittebestendige materialen, wrijvingsmaterialen en materialen met hoge mechanische prestaties. Ze vinden toepassing in de lucht- en ruimtevaart (voeringen voor raketmondstukken, thermische beschermingsmaterialen en thermische structurele onderdelen van motoren), remmaterialen (hogesnelheidstreinen, remschijven van vliegtuigen), fotovoltaïsche systemen (isolatievaten, smeltkroezen, geleidingsbuizen en andere componenten), biologische lichamen (kunstbotten) en andere gebieden. Momenteel is de binnenlandse productie van deze materialen beperkt.C/C-composietmaterialenBedrijven richten zich voornamelijk op de afzonderlijke schakels van composietmaterialen en breiden hun activiteiten uit naar de voorvormproductie.
C/C-composietmaterialen hebben uitstekende algehele prestaties, met een lage dichtheid, hoge soortelijke sterkte, hoge soortelijke modulus, hoge thermische geleidbaarheid, lage thermische uitzettingscoëfficiënt, goede breuktaaiheid, slijtvastheid, ablatiebestendigheid, enz. In tegenstelling tot andere materialen neemt de sterkte van C/C-composietmaterialen niet af, maar kan deze zelfs toenemen bij een temperatuurstijging. Het is een uitstekend hittebestendig materiaal en werd daarom voor het eerst industrieel toegepast in de voering van raketmondstukken.
C/C-composietmateriaal erft de uitstekende mechanische eigenschappen en verwerkingseigenschappen van koolstofvezel, en heeft de hittebestendigheid en corrosiebestendigheid van grafiet. Daardoor is het een sterke concurrent geworden voor grafietproducten. Vooral in toepassingsgebieden met hoge sterkte-eisen – zoals de thermische sector van fotovoltaïsche cellen – worden de kosteneffectiviteit en veiligheid van C/C-composietmaterialen steeds belangrijker, met name in de grootschalige productie van siliciumwafers. Grafiet wordt daarentegen, vanwege de beperkte productiecapaciteit aan de aanbodzijde, steeds vaker als aanvulling op C/C-composietmaterialen gebruikt.
Toepassing van fotovoltaïsche thermische velden:
Het thermische veld is het complete systeem voor het handhaven van de groei van monokristallijn silicium of de productie van polykristallijne siliciumblokken bij een bepaalde temperatuur. Het speelt een cruciale rol in de zuiverheid, uniformiteit en andere eigenschappen van monokristallijn en polykristallijn silicium en behoort tot de voorhoede van de kristallijne siliciumproductie-industrie. Het thermische veld kan, afhankelijk van het producttype, worden onderverdeeld in het thermische veldsysteem van de monokristallijne silicium-trekoven en het thermische veldsysteem van de polykristallijne blokoven. Omdat monokristallijne siliciumcellen een hogere conversie-efficiëntie hebben dan polykristallijne siliciumcellen, blijft het marktaandeel van monokristallijne siliciumwafers toenemen, terwijl het marktaandeel van polykristallijne siliciumwafers in ons land jaar na jaar afneemt, van 32,5% in 2019 tot 9,3% in 2020. Daarom maken fabrikanten van thermische velden voornamelijk gebruik van de thermische veldtechnologie van monokristallijne trekovens.
Figuur 2: Thermisch veld in de productieketen van kristallijn silicium
Het thermische veld bestaat uit meer dan een dozijn componenten, waarvan de vier kerncomponenten de smeltkroes, de geleidingsbuis, de isolatiecilinder en de verwarmer zijn. De verschillende componenten stellen verschillende eisen aan de materiaaleigenschappen. De onderstaande afbeelding is een schematisch diagram van het thermische veld van een siliciummonokristal. De smeltkroes, de geleidingsbuis en de isolatiecilinder zijn de structurele onderdelen van het thermische veldsysteem. Hun belangrijkste functie is het ondersteunen van het gehele hogetemperatuur-thermische veld en ze stellen hoge eisen aan dichtheid, sterkte en thermische geleidbaarheid. De verwarmer is een direct verwarmingselement in het thermische veld. Zijn functie is het leveren van thermische energie. Deze is over het algemeen resistief, waardoor er hogere eisen worden gesteld aan de soortelijke weerstand van het materiaal.
Geplaatst op: 1 juli 2024