मुख्य प्रवाहातील थर्मल फील्ड साहित्य: C/C संमिश्र साहित्य

कार्बन-कार्बन संमिश्रकार्बन फायबर कंपोझिटचा एक प्रकार आहे, ज्यामध्ये मजबुतीकरण सामग्री म्हणून कार्बन फायबर आणि मॅट्रिक्स सामग्री म्हणून जमा केलेला कार्बन आहे. चे मॅट्रिक्सC/C संमिश्र कार्बन आहे. हे जवळजवळ संपूर्णपणे मूलभूत कार्बनचे बनलेले असल्याने, त्यात उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोधक क्षमता आहे आणि कार्बन फायबरचे मजबूत यांत्रिक गुणधर्म वारशाने मिळतात. संरक्षण क्षेत्रात यापूर्वी त्याचे औद्योगिकीकरण झाले आहे.

अर्ज क्षेत्र:

C/C संमिश्र साहित्यऔद्योगिक साखळीच्या मध्यभागी स्थित आहेत आणि अपस्ट्रीममध्ये कार्बन फायबर आणि प्रीफॉर्म मॅन्युफॅक्चरिंगचा समावेश आहे आणि डाउनस्ट्रीम ऍप्लिकेशन फील्ड तुलनेने विस्तृत आहेत.C/C संमिश्र साहित्यमुख्यतः उष्णता-प्रतिरोधक साहित्य, घर्षण सामग्री आणि उच्च यांत्रिक कार्यप्रदर्शन सामग्री म्हणून वापरली जाते. ते एरोस्पेस (रॉकेट नोजल थ्रॉट लाइनिंग, थर्मल प्रोटेक्शन मटेरियल आणि इंजिन थर्मल स्ट्रक्चरल भाग), ब्रेक मटेरियल (हाय-स्पीड रेल, एअरक्राफ्ट ब्रेक डिस्क), फोटोव्होल्टेइक थर्मल फील्ड (इन्सुलेशन बॅरल्स, क्रूसिबल्स, गाइड ट्यूब आणि इतर घटक) मध्ये वापरले जातात. जैविक शरीरे (कृत्रिम हाडे) आणि इतर क्षेत्रे. सध्या घरगुतीC/C संमिश्र साहित्यकंपन्या प्रामुख्याने संमिश्र सामग्रीच्या एका दुव्यावर लक्ष केंद्रित करतात आणि अपस्ट्रीम प्रीफॉर्म दिशेपर्यंत विस्तारित करतात.

कमी घनता, उच्च विशिष्ट शक्ती, उच्च विशिष्ट मॉड्यूलस, उच्च थर्मल चालकता, कमी थर्मल विस्तार गुणांक, चांगले फ्रॅक्चर कडकपणा, पोशाख प्रतिरोध, पृथक् प्रतिरोध, इत्यादीसह C/C संमिश्र सामग्रीमध्ये उत्कृष्ट सर्वसमावेशक कामगिरी असते. विशेषतः, इतर सामग्रीच्या विपरीत, C/C संमिश्र सामग्रीची ताकद कमी होणार नाही परंतु तापमानाच्या वाढीसह वाढू शकते. ही एक उत्कृष्ट उष्णता-प्रतिरोधक सामग्री आहे आणि म्हणूनच रॉकेट थ्रॉट लाइनरमध्ये प्रथम औद्योगिकीकरण केले गेले आहे.

C/C संमिश्र सामग्रीला कार्बन फायबरचे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म आणि प्रक्रिया गुणधर्म वारशाने मिळतात आणि त्यात ग्रेफाइटची उष्णता प्रतिरोधक आणि गंज प्रतिरोधक क्षमता असते आणि ती ग्रेफाइट उत्पादनांची मजबूत प्रतिस्पर्धी बनली आहे. विशेषत: उच्च सामर्थ्य आवश्यकतांसह अनुप्रयोग क्षेत्रात - फोटोव्होल्टेइक थर्मल फील्ड, मोठ्या प्रमाणात सिलिकॉन वेफर्स अंतर्गत C/C संमिश्र सामग्रीची किंमत-प्रभावीता आणि सुरक्षितता अधिकाधिक ठळक होत आहे आणि ती एक कठोर मागणी बनली आहे. याउलट, पुरवठ्याच्या बाजूने मर्यादित उत्पादन क्षमतेमुळे ग्रेफाइट हे C/C मिश्रित पदार्थांचे पूरक बनले आहे.

फोटोव्होल्टेइक थर्मल फील्ड अनुप्रयोग:

थर्मल फील्ड ही एका विशिष्ट तापमानात मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉनची वाढ किंवा पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन इंगॉट्सचे उत्पादन राखण्यासाठी संपूर्ण यंत्रणा आहे. मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन आणि पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉनची शुद्धता, एकसमानता आणि इतर गुणांमध्ये ते महत्त्वाची भूमिका बजावते आणि क्रिस्टलीय सिलिकॉन उत्पादन उद्योगाच्या पुढच्या टोकाशी संबंधित आहे. थर्मल फील्ड मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल पुलिंग फर्नेसच्या थर्मल फील्ड सिस्टममध्ये आणि उत्पादनाच्या प्रकारानुसार पॉलीक्रिस्टलाइन इनगॉट फर्नेसच्या थर्मल फील्ड सिस्टममध्ये विभागले जाऊ शकते. पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन पेशींपेक्षा मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन पेशींची रूपांतरण कार्यक्षमता जास्त असल्याने, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर्सचा बाजार हिस्सा वाढतच चालला आहे, तर माझ्या देशातील पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर्सचा बाजार हिस्सा वर्षानुवर्षे कमी होत आहे, 2019 मध्ये 32.5% वरून 9.3% पर्यंत 2020 मध्ये. म्हणून, थर्मल फील्ड उत्पादक प्रामुख्याने सिंगल क्रिस्टल पुलिंग फर्नेसचा थर्मल फील्ड तंत्रज्ञान मार्ग वापरा.

आकृती 2: क्रिस्टलीय सिलिकॉन उत्पादन उद्योग साखळीतील थर्मल फील्ड

थर्मल फील्ड एक डझनहून अधिक घटकांनी बनलेले आहे आणि चार मुख्य घटक म्हणजे क्रूसिबल, मार्गदर्शक ट्यूब, इन्सुलेशन सिलेंडर आणि हीटर. वेगवेगळ्या घटकांना भौतिक गुणधर्मांसाठी वेगवेगळ्या आवश्यकता असतात. खालील आकृती सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉनच्या थर्मल फील्डची योजनाबद्ध आकृती आहे. क्रूसिबल, मार्गदर्शक ट्यूब आणि इन्सुलेशन सिलेंडर हे थर्मल फील्ड सिस्टमचे संरचनात्मक भाग आहेत. त्यांचे मुख्य कार्य संपूर्ण उच्च-तापमान थर्मल फील्डला समर्थन देणे आहे आणि त्यांना घनता, सामर्थ्य आणि थर्मल चालकता यासाठी उच्च आवश्यकता आहेत. हीटर हा थर्मल फील्डमध्ये थेट गरम करणारा घटक आहे. थर्मल ऊर्जा प्रदान करणे हे त्याचे कार्य आहे. हे सामान्यतः प्रतिरोधक असते, म्हणून त्यास सामग्रीच्या प्रतिरोधकतेसाठी उच्च आवश्यकता असते.