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  • 甘肅郝氏炭纖維是一家專門從事碳布,硬質復合炭氈,炭纖維布,炭纖維復合氈的民營高新技術企業。
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    甘肅聚丙烯腈基石墨氈碳纖維復合材料應用
    來源:www.thaliasoap.com 發布時間:2019/3/6 13:54:17
    它是碳纖維及其織物增強的碳基體復合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高強度、高比模量、低膨脹系數、摩擦性能好,以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩定性高等優點,是如今在1650℃以上應用的少數備選材料,最高理論溫度更高達2600℃,因此被認為是最有發展前途的高溫材料之一。光伏產業中所使用的碳/碳復合材料主要是用于制造坩堝,作為熔煉多晶硅或單晶硅的器皿,在氫化爐熱場、直拉單晶熱場、多晶鑄錠爐熱場等工藝作為關鍵設備。

    以往此類坩堝主要利用高純石墨制造,但高純石墨為國外控制,而且隨著拉硅單晶爐和多晶鑄錠爐生產設備的大型化,石墨材料難以滿足。碳/碳復合材料具有可設計性和良好的熱物理性能,和石墨熱場材料相比,具有非常大的優勢。

    碳/碳復合熱場材料為高性能耐高溫特種材料,是多晶硅氫化爐的核心部件和主要耗材,產品性能及結構直接影響氫化爐轉化效率及連續運行周期。碳/碳復合材料改善了粉化、變形、碎裂等問題,確保氫化工序長期穩定運行,在保證物料品質、氫化轉化率提高的同時,將同類產品平均使用壽命從6個月延長到11個月,有效降低了多晶硅生產成本。

    復合保溫隔熱材料

    一套完整的高溫工業爐也包括保溫隔熱材料,不同保溫隔熱材料有不同的性能,用于不同熱場環境。

    復合保溫隔熱材料分為碳氈、硬質碳氈、碳纖維復合氈,這些材料經過高溫固化可以制成工業爐所需的保溫桶和隔熱罩,碳氈在真空或惰性氣氛下經2000℃以上高溫處理后為石墨氈,含碳量比碳氈高,達99%以上。60年代末世界已有石墨氈商品供應。石墨氈因選用原氈的不同分為瀝青基、聚丙烯腈基石墨氈和黏膠基石墨氈三種。


    聚丙烯腈基石墨氈比黏膠基石墨氈強力大、抗氧化能力強,但柔性差、體積密度大、保溫性能好。它們除了具備塊狀石墨的純度高、耐高溫、耐腐蝕、不熔融等特性外,還有有彈性、可任意折疊、剪裁和可用石墨紗縫合等優點。石墨氈主要用途是作為單晶硅冶煉爐的保溫材料。在化學工業中可作為高純度腐蝕性化學試劑的過濾材料。石墨氈在非氧化氣氛條件下,使用溫度可達3000℃左右。
    粘膠基石墨氈


    其中以日本吳羽化學為代表的瀝青在保溫行業為主流,歐美保溫氈基本上都以粘膠劑為主,而中國國內則大多數以聚丙烯晴基為原料。工藝將聚丙烯腈基炭氈或黏膠基炭氈裁成所需尺寸,卷成筒狀裝入石墨材料做的容器內,將石墨容器置于高溫爐內(高溫爐為石墨管爐、中頻、高頻感應爐或其他加熱形式的高溫爐),用抽真空或通高純惰性氣體保護,以100~300℃/h的升溫速率加熱到2200~2500℃,再自然冷卻至100℃即得。


    總的來看,熱場材料的研究和應用經歷了石墨材料和碳/碳復合材料的發展歷程。由于石墨材料的局限性,特別是抗熱振性,針對大型熱場零件,石墨材料已無法滿足加工條件,作為高溫工業設備熱場材料,碳/碳復合材料無疑是替代石墨的最佳新材料。從減少部件的更換率和提高設備生產能力和穩定性,提高生產品質,降低能源消耗來講,碳/碳復合材料無論從性能還是從價格上,取代現有的材料,成為制造大型工業爐的首選材料是完全可能的,且前景將難以估計的。

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