جریان اصلی مواد میدان حرارتی: مواد کامپوزیت C/C

کامپوزیت های کربن-کربننوعی از کامپوزیت‌های فیبر کربنی هستند که فیبر کربن به عنوان ماده تقویت‌کننده و کربن رسوب‌شده به‌عنوان ماده ماتریس وجود دارد. ماتریس ازکامپوزیت C/C کربن است. از آنجایی که تقریباً به طور کامل از کربن عنصری تشکیل شده است، مقاومت بسیار خوبی در دمای بالا دارد و خواص مکانیکی قوی فیبر کربن را به ارث می برد. قبلاً در حوزه دفاعی صنعتی شده بود.

حوزه های کاربردی:
مواد کامپوزیت C/Cدر وسط زنجیره صنعتی قرار دارند و بالادست شامل فیبر کربن و تولید پریفرم است و زمینه های کاربرد پایین دست نسبتاً گسترده است.مواد کامپوزیت C/Cعمدتا به عنوان مواد مقاوم در برابر حرارت، مواد اصطکاک و مواد با عملکرد مکانیکی بالا استفاده می شود. آنها در هوافضا (پوشش های گلوگاه نازل موشک، مواد محافظ حرارتی و قطعات ساختاری حرارتی موتور)، مواد ترمز (راه آهن پرسرعت، دیسک های ترمز هواپیما)، میدان های حرارتی فتوولتائیک (شکه های عایق، بوته ها، لوله های راهنما و سایر اجزا) استفاده می شوند. اجسام بیولوژیکی (استخوان های مصنوعی) و زمینه های دیگر. در حال حاضر داخلیمواد کامپوزیت C/Cشرکت ها عمدتاً بر روی پیوند واحد مواد کامپوزیتی تمرکز می کنند و به جهت پریفرم بالادست گسترش می یابند.

مواد کامپوزیتی C/C دارای عملکرد جامع عالی، با چگالی کم، استحکام ویژه بالا، مدول ویژه بالا، هدایت حرارتی بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین، چقرمگی شکست خوب، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر فرسایش و غیره هستند. به ویژه، بر خلاف سایر مواد، استحکام مواد کامپوزیتی C/C کاهش نمی‌یابد، اما ممکن است با افزایش دما افزایش یابد. این یک ماده عالی مقاوم در برابر حرارت است و بنابراین برای اولین بار در آستر گلوگاه موشکی صنعتی شده است.

مواد کامپوزیت C/C خواص مکانیکی عالی و خواص پردازشی فیبر کربن را به ارث برده و دارای مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی گرافیت است و به رقیب قوی محصولات گرافیت تبدیل شده است. به خصوص در زمینه کاربرد با الزامات استحکام بالا - میدان حرارتی فتوولتائیک، مقرون به صرفه بودن و ایمنی مواد کامپوزیت C/C تحت ویفرهای سیلیکونی در مقیاس بزرگ بیشتر و بیشتر برجسته می شود و به یک تقاضای سفت و سخت تبدیل شده است. برعکس، گرافیت به دلیل ظرفیت تولید محدود در سمت عرضه، به مکملی برای مواد کامپوزیت C/C تبدیل شده است.

کاربرد میدان حرارتی فتوولتائیک:
میدان حرارتی کل سیستم برای حفظ رشد سیلیکون تک کریستالی یا تولید شمش های سیلیکونی چند کریستالی در دمای معین است. این نقش کلیدی در خلوص، یکنواختی و سایر کیفیت های سیلیکون تک کریستالی و سیلیکون پلی کریستالی ایفا می کند و متعلق به بخش جلویی صنعت تولید سیلیکون کریستالی است. میدان حرارتی را می توان با توجه به نوع محصول به سیستم میدان حرارتی کوره کششی تک کریستال سیلیکونی تک کریستالی و سیستم میدان حرارتی کوره شمش پلی کریستالی تقسیم کرد. از آنجایی که سلول‌های سیلیکونی مونو کریستال دارای راندمان تبدیل بالاتری نسبت به سلول‌های سیلیکونی پلی کریستالی هستند، سهم بازار ویفرهای سیلیکونی مونو کریستال همچنان در حال افزایش است، در حالی که سهم بازار ویفرهای سیلیکونی پلی کریستال در کشور من سال به سال کاهش می‌یابد، از 32.5 درصد در سال 2019 به 93 درصد. در سال 2020. بنابراین، تولیدکنندگان میدان حرارتی عمدتاً از مسیر فناوری میدان حرارتی کوره‌های کششی تک کریستال استفاده می‌کنند.

شکل 2: میدان حرارتی در زنجیره صنعت تولید سیلیکون کریستالی

میدان حرارتی از بیش از دوازده جزء تشکیل شده است و چهار جزء اصلی آن بوته، لوله راهنما، سیلندر عایق و بخاری است. اجزای مختلف نیازهای متفاوتی برای خواص مواد دارند. شکل زیر یک نمودار شماتیک از میدان حرارتی سیلیکون تک کریستال است. بوته، لوله راهنما و سیلندر عایق قسمت های ساختاری سیستم میدان حرارتی هستند. عملکرد اصلی آنها پشتیبانی از کل میدان حرارتی با دمای بالا است و نیازهای بالایی برای چگالی، استحکام و هدایت حرارتی دارند. بخاری یک عنصر گرمایش مستقیم در زمینه حرارتی است. وظیفه آن تامین انرژی حرارتی است. به طور کلی مقاومتی است، بنابراین نیازهای بیشتری برای مقاومت مواد دارد.