Bahan medan termal arus utama: bahan komposit C/C

Komposit karbon-karbonadalah jenis komposit serat karbon, dengan serat karbon sebagai bahan penguat dan endapan karbon sebagai bahan matriks. Matriks dariKomposit C/C adalah karbon. Karena hampir seluruhnya terdiri dari unsur karbon, ia memiliki ketahanan suhu tinggi yang sangat baik dan mewarisi sifat mekanik yang kuat dari serat karbon. Telah diindustrialisasi di bidang pertahanan sebelumnya.

Area aplikasi:

Bahan komposit C/Cterletak di tengah-tengah rantai industri, dan bagian hulu mencakup serat karbon dan manufaktur preform, dan bidang aplikasi hilirnya relatif luas.Bahan komposit C/Cterutama digunakan sebagai bahan tahan panas, bahan gesekan, dan bahan dengan kinerja mekanik tinggi. Mereka digunakan di luar angkasa (lapisan tenggorokan nosel roket, bahan pelindung termal dan bagian struktural termal mesin), bahan rem (rel kecepatan tinggi, cakram rem pesawat), medan panas fotovoltaik (tong isolasi, cawan lebur, tabung pemandu dan komponen lainnya), badan biologis (tulang buatan) dan bidang lainnya. Saat ini, dalam negeriBahan komposit C/Cperusahaan terutama fokus pada tautan tunggal material komposit dan memperluas ke arah bentuk awal hulu.

Material komposit C/C memiliki kinerja komprehensif yang sangat baik, dengan kepadatan rendah, kekuatan spesifik tinggi, modulus spesifik tinggi, konduktivitas termal tinggi, koefisien muai panas rendah, ketangguhan patah yang baik, ketahanan aus, ketahanan ablasi, dll. Khususnya, tidak seperti material lain, kekuatan material komposit C/C tidak akan berkurang tetapi dapat meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Ini adalah bahan tahan panas yang sangat baik, dan oleh karena itu bahan ini pertama kali diindustrialisasi dalam pelapis tenggorokan roket.

Material komposit C/C mewarisi sifat mekanik dan sifat pemrosesan serat karbon yang sangat baik, serta memiliki ketahanan panas dan ketahanan korosi seperti grafit, dan telah menjadi pesaing kuat produk grafit. Terutama di bidang aplikasi dengan persyaratan kekuatan tinggi – bidang termal fotovoltaik, efektivitas biaya dan keamanan material komposit C/C menjadi semakin menonjol di bawah wafer silikon skala besar, dan ini telah menjadi permintaan yang kaku. Sebaliknya, grafit menjadi pelengkap material komposit C/C karena terbatasnya kapasitas produksi di sisi pasokan.

Aplikasi bidang termal fotovoltaik:

Medan termal adalah keseluruhan sistem untuk mempertahankan pertumbuhan silikon monokristalin atau produksi ingot silikon polikristalin pada suhu tertentu. Ini memainkan peran penting dalam kemurnian, keseragaman dan kualitas lain dari silikon monokristalin dan silikon polikristalin, dan termasuk dalam industri manufaktur silikon kristalin terdepan. Medan termal dapat dibagi menjadi sistem medan termal tungku penarik kristal tunggal silikon monokristalin dan sistem medan termal tungku ingot polikristalin sesuai dengan jenis produk. Karena sel silikon monokristalin memiliki efisiensi konversi yang lebih tinggi daripada sel silikon polikristalin, pangsa pasar wafer silikon monokristalin terus meningkat, sementara pangsa pasar wafer silikon polikristalin di negara saya menurun dari tahun ke tahun, dari 32,5% pada tahun 2019 menjadi 9,3% pada tahun 2020. Oleh karena itu, produsen medan termal terutama menggunakan jalur teknologi medan termal dari tungku penarik kristal tunggal.

Gambar 2: Medan termal dalam rantai industri manufaktur silikon kristal

Medan termal terdiri dari lebih dari selusin komponen, dan empat komponen inti adalah wadah, tabung pemandu, silinder isolasi, dan pemanas. Komponen yang berbeda memiliki persyaratan yang berbeda untuk sifat material. Gambar di bawah adalah diagram skema medan termal silikon kristal tunggal. Wadah, tabung pemandu, dan silinder insulasi adalah bagian struktural dari sistem medan termal. Fungsi intinya adalah untuk mendukung seluruh medan termal suhu tinggi, dan memiliki persyaratan kepadatan, kekuatan, dan konduktivitas termal yang tinggi. Pemanas adalah elemen pemanas langsung di medan termal. Fungsinya untuk menyediakan energi panas. Umumnya bersifat resistif, sehingga memiliki persyaratan resistivitas material yang lebih tinggi.