关注ℱ日本科技：新型聚合物材料 实现汽车重量减半

碳/碳复合热场材料它是碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高强度、高比模量、低膨胀系数、摩擦性能好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点，是如今在1650℃以上应用的少数备选材料，最高理论温度更高达2600℃，因此被认为是最有发展前途的高温材料之一。光伏产业中所使用的碳/碳复合材料主要是用于制造坩埚，作为熔炼多晶硅或单晶硅的器皿，在氢化炉热场、直拉单晶热场、多晶铸锭炉热场等工艺作为关键设备。 石墨坩埚 单晶硅坩埚 多晶硅铸锭炉以往此类坩埚主要利用高纯石墨制造，但高纯石墨为国外控制，而且随着拉硅单晶炉和多晶铸锭炉生产设备的大型化，石墨材料难以满足。碳/碳复合材料具有可设计性和良好的热物理性能,和石墨热场材料相比,具有非常大的优势。 理化指标对比碳/碳复合热场材料为高性能耐高温特种材料，是多晶硅氢化炉的核心部件和主要耗材，产品性能及结构直接影响氢化炉转化效率及连续运行周期。碳/碳复合材料改善了粉化、变形、碎裂等问题，确保氢化工序长期稳定运行，在保证物料品质、氢化转化率提高的同时，将同类产品平均使用寿命从6个月延长到11个月，有效降低了多晶硅生产成本。 氢化炉结构图复合保温隔热材料一套完整的高温工业炉也包括保温隔热材料，不同保温隔热材料有不同的性能，用于不同热场环境。 碳毡 硬质碳毡 碳纤维复合毡复合保温隔热材料分为碳毡、硬质碳毡、碳纤维复合毡，这些材料经过高温固化可以制成工业炉所需的保温桶和隔热罩，碳毡在真空或惰性气氛下经2000℃以上高温处理后为石墨毡，含碳量比碳毡高，达99%以上。60年代末世界已有石墨毡商品供应。石墨毡因选用原毡的不同分为沥青基、聚丙烯腈基石墨毡和黏胶基石墨毡三种。聚丙烯腈基石墨毡比黏胶基石墨毡强力大、抗氧化能力强，但柔性差、体积密度大、保温性能好。它们除了具备块状石墨的纯度高、耐高温、耐腐蚀、不熔融等特性外，还有有弹性、可任意折叠、剪裁和可用石墨纱缝合等优点。石墨毡主要用途是作为单晶硅冶炼炉的保温材料。在化学工业中可作为高纯度腐蚀性化学试剂的过滤材料。石墨毡在非氧化气氛条件下，使用温度可达3000℃左右。 聚丙烯腈基石墨毡 粘胶基石墨毡其中以日本吴羽化学为代表的沥青在保温行业为主流，欧美保温毡基本上都以粘胶剂为主，而中国国内则大多数以聚丙烯晴基为原料。工艺将聚丙烯腈基炭毡或黏胶基炭毡裁成所需尺寸，卷成筒状装入石墨材料做的容器内，将石墨容器置于高温炉内(高温炉为石墨管炉、中频、高频感应炉或其他加热形式的高温炉)，用抽真空或通高纯惰性气体保护，以100～300℃/h的升温速率加热到2200～2500℃，再自然冷却至100℃即得。总的来看，热场材料的研究和应用经历了石墨材料和碳/碳复合材料的发展历程。由于石墨材料的局限性，特别是抗热振性，针对大型热场零件，石墨材料已无法满足加工条件,作为高温工业设备热场材料，碳/碳复合材料无疑是替代石墨的最佳新材料。从减少部件的更换率和提高设备生产能力和稳定性，提高生产品质，降低能源消耗来讲，碳/碳复合材料无论从性能还是从价格上，取代现有的材料，成为制造大型工业炉的首选材料是完全可能的，且前景将难以估计的。来源：郝氏企业 来源：碳纤维生产技术