Hợp chất cacbon-cacbonlà một loại vật liệu composite sợi carbon, với sợi carbon là vật liệu gia cố và carbon lắng đọng là vật liệu nền. Ma trận củaHợp chất C/C là cacbon. Vì nó gần như hoàn toàn được cấu thành từ cacbon nguyên tố nên có khả năng chịu nhiệt độ cao tuyệt vời và thừa hưởng các tính chất cơ học mạnh mẽ của sợi cacbon. Nó đã được công nghiệp hóa trong lĩnh vực quốc phòng trước đó.
Các lĩnh vực ứng dụng:
Vật liệu tổng hợp C/Cnằm ở giữa chuỗi công nghiệp, thượng nguồn bao gồm sản xuất sợi carbon và phôi, còn các lĩnh vực ứng dụng hạ nguồn tương đối rộng.Vật liệu tổng hợp C/Cchủ yếu được sử dụng làm vật liệu chịu nhiệt, vật liệu ma sát và vật liệu hiệu suất cơ học cao. Chúng được sử dụng trong hàng không vũ trụ (lớp lót họng vòi phun tên lửa, vật liệu bảo vệ nhiệt và các bộ phận cấu trúc nhiệt của động cơ), vật liệu phanh (đường sắt cao tốc, đĩa phanh máy bay), trường nhiệt quang điện (thùng cách nhiệt, nồi nấu kim loại, ống dẫn hướng và các thành phần khác), cơ thể sinh học (xương nhân tạo) và các lĩnh vực khác. Hiện tại, trong nướcVật liệu tổng hợp C/Ccác công ty chủ yếu tập trung vào liên kết đơn của vật liệu composite và mở rộng sang hướng phôi đầu nguồn.
Vật liệu composite C/C có hiệu suất toàn diện tuyệt vời, với mật độ thấp, cường độ riêng cao, mô đun riêng cao, độ dẫn nhiệt cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp, độ bền gãy tốt, khả năng chống mài mòn, khả năng chống ăn mòn, v.v. Đặc biệt, không giống như các vật liệu khác, độ bền của vật liệu composite C/C sẽ không giảm mà có thể tăng khi nhiệt độ tăng. Đây là vật liệu chịu nhiệt tuyệt vời, do đó lần đầu tiên được công nghiệp hóa trong lớp lót họng tên lửa.
Vật liệu composite C/C kế thừa các tính chất cơ học và tính chất gia công tuyệt vời của sợi carbon, có khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn của graphite, và đã trở thành đối thủ cạnh tranh mạnh mẽ của các sản phẩm graphite. Đặc biệt trong lĩnh vực ứng dụng có yêu cầu cường độ cao – trường nhiệt quang điện, hiệu quả về chi phí và tính an toàn của vật liệu composite C/C ngày càng trở nên nổi bật dưới các tấm silicon quy mô lớn và đã trở thành nhu cầu cứng nhắc. Ngược lại, graphite đã trở thành vật liệu bổ sung cho vật liệu composite C/C do năng lực sản xuất hạn chế về phía cung.
Ứng dụng trường nhiệt quang điện:
Trường nhiệt là toàn bộ hệ thống để duy trì sự phát triển của silic đơn tinh thể hoặc sản xuất các thỏi silic đa tinh thể ở một nhiệt độ nhất định. Nó đóng vai trò quan trọng trong độ tinh khiết, tính đồng nhất và các phẩm chất khác của silic đơn tinh thể và silic đa tinh thể, và thuộc về mặt tiền tuyến của ngành sản xuất silic tinh thể. Trường nhiệt có thể được chia thành hệ thống trường nhiệt của lò kéo tinh thể silic đơn tinh thể và hệ thống trường nhiệt của lò thỏi silic đa tinh thể theo loại sản phẩm. Vì các ô silic đơn tinh thể có hiệu suất chuyển đổi cao hơn các ô silic đa tinh thể, nên thị phần của các tấm silic đơn tinh thể tiếp tục tăng, trong khi thị phần của các tấm silic đa tinh thể ở nước tôi đã giảm dần theo từng năm, từ 32,5% vào năm 2019 xuống còn 9,3% vào năm 2020. Do đó, các nhà sản xuất trường nhiệt chủ yếu sử dụng tuyến công nghệ trường nhiệt của lò kéo tinh thể đơn.
Hình 2: Trường nhiệt trong chuỗi công nghiệp sản xuất silicon tinh thể
Trường nhiệt bao gồm hơn một chục thành phần, và bốn thành phần cốt lõi là nồi nấu chảy, ống dẫn, xi lanh cách nhiệt và lò sưởi. Các thành phần khác nhau có các yêu cầu khác nhau về tính chất vật liệu. Hình bên dưới là sơ đồ trường nhiệt của silicon đơn tinh thể. Nồi nấu chảy, ống dẫn và xi lanh cách nhiệt là các bộ phận cấu trúc của hệ thống trường nhiệt. Chức năng cốt lõi của chúng là hỗ trợ toàn bộ trường nhiệt độ cao và chúng có yêu cầu cao về mật độ, độ bền và độ dẫn nhiệt. Lò sưởi là một bộ phận gia nhiệt trực tiếp trong trường nhiệt. Chức năng của nó là cung cấp năng lượng nhiệt. Nó thường có điện trở, vì vậy nó có yêu cầu cao hơn về điện trở suất của vật liệu.
Thời gian đăng: 01-07-2024