วัสดุสนามความร้อนหลัก: วัสดุคอมโพสิต C/C

คอมโพสิตคาร์บอนคาร์บอนเป็นวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ประเภทหนึ่ง โดยมีคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุเสริมแรงและมีคาร์บอนสะสมเป็นวัสดุเมทริกซ์ เมทริกซ์ของคอมโพสิต C/C คือคาร์บอน- เนื่องจากประกอบด้วยธาตุคาร์บอนเกือบทั้งหมด จึงมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม และสืบทอดคุณสมบัติทางกลที่แข็งแกร่งของคาร์บอนไฟเบอร์ ได้มีการพัฒนาอุตสาหกรรมในด้านการป้องกันก่อนหน้านี้

พื้นที่ใช้งาน:

วัสดุคอมโพสิต C/Cตั้งอยู่ตรงกลางของห่วงโซ่อุตสาหกรรม และต้นน้ำประกอบด้วยคาร์บอนไฟเบอร์และการผลิตพรีฟอร์ม และสาขาการใช้งานปลายน้ำค่อนข้างกว้างวัสดุคอมโพสิต C/Cส่วนใหญ่จะใช้เป็นวัสดุทนความร้อน วัสดุเสียดสี และวัสดุที่มีสมรรถนะทางกลสูง พวกมันถูกใช้ในการบินและอวกาศ (วัสดุบุรองคอหัวฉีดจรวด วัสดุป้องกันความร้อน และชิ้นส่วนโครงสร้างระบายความร้อนของเครื่องยนต์) วัสดุเบรก (รางความเร็วสูง จานเบรกของเครื่องบิน) สนามความร้อนของเซลล์แสงอาทิตย์ (ถังฉนวน ถ้วยใส่ตัวอย่าง ท่อนำทาง และส่วนประกอบอื่นๆ) ร่างกายทางชีววิทยา (กระดูกเทียม) และสาขาอื่นๆ ในปัจจุบันในประเทศวัสดุคอมโพสิต C/Cบริษัทต่างๆ มุ่งเน้นไปที่การเชื่อมโยงเดียวของวัสดุคอมโพสิต และขยายไปสู่ทิศทางของพรีฟอร์มต้นน้ำ

วัสดุคอมโพสิต C/C มีประสิทธิภาพที่ครอบคลุมดีเยี่ยม โดยมีความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะสูง โมดูลัสจำเพาะสูง ค่าการนำความร้อนสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ความเหนียวแตกหักที่ดี ความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการระเหย ฯลฯ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แตกต่างจากวัสดุอื่น ๆ ความแข็งแรงของวัสดุคอมโพสิต C/C จะไม่ลดลง แต่อาจเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เป็นวัสดุทนความร้อนได้ดีเยี่ยม ดังนั้นจึงได้มีการนำวัสดุบุรองคอจรวดมาใช้ในอุตสาหกรรมเป็นครั้งแรก

วัสดุคอมโพสิต C/C สืบทอดคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมและคุณสมบัติการประมวลผลของคาร์บอนไฟเบอร์ และมีความต้านทานความร้อนและการกัดกร่อนของกราไฟท์ และกลายเป็นคู่แข่งที่แข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์กราไฟท์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการใช้งานที่มีความต้องการความแข็งแรงสูง เช่น สนามความร้อนจากเซลล์แสงอาทิตย์ ความคุ้มทุนและความปลอดภัยของวัสดุคอมโพสิต C/C กำลังมีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ ภายใต้แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนขนาดใหญ่ และกลายเป็นความต้องการที่เข้มงวด ในทางตรงกันข้าม กราไฟท์ได้กลายเป็นส่วนเสริมของวัสดุคอมโพสิต C/C เนื่องจากมีกำลังการผลิตที่จำกัดในด้านอุปทาน

การประยุกต์ใช้สนามความร้อนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์:

สนามความร้อนคือระบบทั้งหมดสำหรับรักษาการเติบโตของซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์หรือการผลิตแท่งซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ที่อุณหภูมิที่กำหนด มีบทบาทสำคัญในความบริสุทธิ์ ความสม่ำเสมอ และคุณสมบัติอื่นๆ ของซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์และโพลีคริสตัลไลน์ และอยู่ในส่วนหน้าของอุตสาหกรรมการผลิตซิลิกอนแบบผลึก สนามความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นระบบสนามความร้อนของเตาดึงผลึกเดี่ยวซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ และระบบสนามความร้อนของเตาหลอมโลหะโพลีคริสตัลไลน์ตามประเภทผลิตภัณฑ์ เนื่องจากเซลล์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์มีประสิทธิภาพการแปลงสูงกว่าเซลล์ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ ส่วนแบ่งการตลาดของเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ส่วนแบ่งการตลาดของเวเฟอร์ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ในประเทศของฉันลดลงทุกปี จาก 32.5% ในปี 2019 เป็น 9.3% ในปี 2020 ดังนั้น ผู้ผลิตสนามความร้อนจึงใช้เส้นทางเทคโนโลยีสนามความร้อนของเตาดึงคริสตัลเดี่ยวเป็นหลัก

รูปที่ 2: สนามความร้อนในห่วงโซ่อุตสาหกรรมการผลิตผลึกซิลิคอน

สนามความร้อนประกอบด้วยส่วนประกอบมากกว่าหนึ่งโหล และส่วนประกอบหลักสี่ชิ้น ได้แก่ เบ้าหลอม ท่อนำ กระบอกฉนวน และเครื่องทำความร้อน ส่วนประกอบต่างๆ มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับคุณสมบัติของวัสดุ รูปด้านล่างเป็นแผนผังของสนามความร้อนของซิลิคอนผลึกเดี่ยว ถ้วยใส่ตัวอย่าง ท่อนำ และกระบอกฉนวนเป็นส่วนโครงสร้างของระบบสนามความร้อน หน้าที่หลักของพวกเขาคือการรองรับสนามความร้อนอุณหภูมิสูงทั้งหมด และมีความต้องการความหนาแน่น ความแข็งแรง และการนำความร้อนสูง เครื่องทำความร้อนเป็นองค์ประกอบความร้อนโดยตรงในสนามความร้อน หน้าที่ของมันคือการให้พลังงานความร้อน โดยทั่วไปจะเป็นตัวต้านทาน ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดที่สูงกว่าสำหรับความต้านทานของวัสดุ