Вуглець-вуглецеві композитиє типом вуглецевих волокнистих композитів, у яких вуглецеве волокно є армуючим матеріалом, а нанесений вуглець — матричним матеріалом. МатрицяКомпозити C/C - це вуглецьОскільки він майже повністю складається з елементарного вуглецю, він має чудову стійкість до високих температур і успадковує сильні механічні властивості вуглецевого волокна. Раніше його промислово використовували в оборонній галузі.
Галузі застосування:
Композитні матеріали C/Cрозташовані посередині промислового ланцюга, а вищезгадана ланка включає виробництво вуглецевого волокна та преформ, а області застосування нижче за течією є відносно широкими.Композитні матеріали C/Cв основному використовуються як термостійкі матеріали, фрикційні матеріали та матеріали з високими механічними характеристиками. Вони використовуються в аерокосмічній галузі (обшивка горловини сопел ракет, теплозахисні матеріали та теплові конструкції двигунів), гальмівних матеріалах (високошвидкісні залізниці, гальмівні диски літаків), фотоелектричних теплових полях (ізоляційні циліндри, тиглі, напрямні труби та інші компоненти), біологічних тілах (штучні кістки) та інших галузях. Наразі вітчизняніКомпозитні матеріали C/Cкомпанії в основному зосереджуються на єдиній ланці композитних матеріалів і поширюються на напрямок преформ вище за течією.
Композитні матеріали C/C мають чудові комплексні характеристики, такі як низька щільність, висока питома міцність, високий питомий модуль пружності, висока теплопровідність, низький коефіцієнт теплового розширення, добра в'язкість на руйнування, зносостійкість, стійкість до абляції тощо. Зокрема, на відміну від інших матеріалів, міцність композитних матеріалів C/C не зменшується, а може зростати зі збільшенням температури. Це чудовий термостійкий матеріал, тому його вперше промислово застосували у футеровці горловини ракет.
Композитний матеріал C/C успадковує чудові механічні властивості та технологічні властивості вуглецевого волокна, а також має термостійкість та корозійну стійкість графіту, і став сильним конкурентом графітових виробів. Особливо в галузі застосування з високими вимогами до міцності – фотоелектричній тепловій галузі – економічна ефективність та безпека композитних матеріалів C/C стають все більш помітними при великомасштабних кремнієвих пластинах, що стало жорстким попитом. Навпаки, графіт став доповненням до композитних матеріалів C/C через обмежені виробничі потужності з боку пропозиції.
Застосування фотоелектричного теплового поля:
Термічне поле – це ціла система для підтримки росту монокристалічного кремнію або виробництва злитків полікристалічного кремнію за певної температури. Воно відіграє ключову роль у чистоті, однорідності та інших якостях монокристалічного та полікристалічного кремнію і належить до передової галузі виробництва кристалічного кремнію. Залежно від типу продукту, термополе можна розділити на систему термополевої печі для витягування монокристалів монокристалічного кремнію та систему термополевої печі для полікристалічних злитків. Оскільки монокристалічні кремнієві елементи мають вищу ефективність перетворення, ніж полікристалічні кремнієві елементи, частка ринку монокристалічних кремнієвих пластин продовжує зростати, тоді як частка ринку полікристалічних кремнієвих пластин у моїй країні зменшується з року в рік, з 32,5% у 2019 році до 9,3% у 2020 році. Тому виробники термополевих виробів переважно використовують технологію термополевої печі для витягування монокристалів.
Рисунок 2: Теплове поле в ланцюжку промисловості з виробництва кристалічного кремнію
Теплове поле складається з більш ніж десятка компонентів, а чотири основні компоненти - це тигель, напрямна трубка, ізоляційний циліндр та нагрівач. Різні компоненти мають різні вимоги до властивостей матеріалу. На рисунку нижче показано схематичну діаграму теплового поля монокристалічного кремнію. Тигель, напрямна трубка та ізоляційний циліндр є структурними частинами системи теплового поля. Їхня основна функція полягає в підтримці всього високотемпературного теплового поля, і до них пред'являються високі вимоги до щільності, міцності та теплопровідності. Нагрівач є прямим нагрівальним елементом у тепловому полі. Його функція полягає у забезпеченні теплової енергії. Він, як правило, є резистивним, тому до нього пред'являються вищі вимоги до питомого опору матеріалу.
Час публікації: 01 липня 2024 р.