碳碳復(fù)合材料相比石墨材料有哪些優(yōu)勢?
碳/碳復(fù)合材料是以碳纖維為加強(qiáng)相的碳基復(fù)合材料,是目前極少數(shù)可以在2000℃以上堅持較高力學(xué)性能的資料,它具有低比重、高比強(qiáng)、高比模、低熱膨脹系數(shù)、耐熱沖擊以及耐燒蝕等優(yōu)良功能,是新資料范疇重點研討和開發(fā)的一類戰(zhàn)略性高技術(shù)資料。碳碳復(fù)合材料相比于石墨產(chǎn)品有以下突出優(yōu)點。
1、石墨熱場產(chǎn)品在重復(fù)低溫條件下易發(fā)生微裂紋,微裂紋的存在改動了其熱傳導(dǎo)功能,在加熱時石墨加熱器的功率與硅溶體的溫度場發(fā)生變化,將影響拉晶的效率和拉出的質(zhì)量,而運(yùn)用碳/碳復(fù)合材料熱場產(chǎn)品則可以克制這個缺陷。
2、碳/碳復(fù)合材料用作單(多)晶爐熱場產(chǎn)品時,導(dǎo)熱系數(shù)比石墨熱場產(chǎn)品低很多,用做隔熱保溫材料隔熱保溫效果好,可以浪費(fèi)少量的電能,節(jié)省少量的電費(fèi)開支,無效的降低單晶硅生產(chǎn)成本,隨著全球能源供應(yīng)的緊張,單晶硅消費(fèi)作為高耗能行業(yè),能源消耗的降低具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會意義。
3、碳/碳復(fù)合材料用作單(多)晶爐熱場產(chǎn)品,大幅度延伸產(chǎn)品的使用壽命。碳/碳熱場產(chǎn)品經(jīng)測試可運(yùn)用90爐次以上,而石墨熱場則只要10-30爐次,運(yùn)用碳/碳熱場增加了改換部件的次數(shù),從而進(jìn)步設(shè)備的利用率,增加了維修本錢。
4、用做拉單晶硅的坩堝時,由于石英坩堝對石墨坩堝發(fā)生較大的收縮應(yīng)力作用,石墨坩堝需求做成三瓣,或在坩堝上開熱膨脹槽;而運(yùn)用碳/碳復(fù)合材料的加熱爐內(nèi)產(chǎn)品由于不必開熱膨脹槽,可以做成一個全體,并且在石英坩堝內(nèi)可以取得更平均的熱場,進(jìn)步了成品率,而且可以防止漏硅事故形成的損失。據(jù)統(tǒng)計,一次漏硅事故形成的設(shè)備資料方面的損失超越10萬元。
5、碳/碳復(fù)合材料用作單晶硅爐熱場產(chǎn)品時,現(xiàn)有設(shè)備具有固定的任務(wù)容積,而由于碳/碳復(fù)合材料具有優(yōu)良的功能,與石墨產(chǎn)品相比,可以做的更薄,從而可以應(yīng)用現(xiàn)有設(shè)備消費(fèi)尺寸更長、直徑更大的產(chǎn)品,可浪費(fèi)少量新設(shè)備投資的費(fèi)用。
6、在拉制大直徑的產(chǎn)品時,石墨熱場產(chǎn)品成型困難,假如要制造超大直徑的石墨熱場零件,其制造本錢、加工成本都很高,而由于碳/碳復(fù)合材料具有優(yōu)良的功能,目前在拉制大直徑的產(chǎn)品時,較多地采用了碳/碳復(fù)合材料熱場產(chǎn)品。
