ผ้าสักหลาดที่มีฤทธิ์วิสโคสในเตาทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ

ความเหมาะสมของเส้นใยคาร์บอนวิสโคสสำหรับระบบฉนวนในสภาพแวดล้อมการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่อุณหภูมิสูงมีสาเหตุหลักมาจากคุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ การนำความร้อนต่ำ ความเสถียรทางความร้อนสูง ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันดีเยี่ยม มีความบริสุทธิ์สูงและมีปริมาณสิ่งเจือปนต่ำ และความสามารถในการขึ้นรูปน้ำหนักเบา คุณสมบัติเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้เป็นวัสดุฉนวนที่มีประสิทธิภาพสูง สะอาด และเชื่อถือได้สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมาก โดยมีคุณค่าเชิงกลยุทธ์ที่ไม่สามารถทดแทนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาระดับสูง เช่น การผลิตการบินและอวกาศและเซมิคอนดักเตอร์

I. การนำความร้อนต่ำ

ค่าการนำความร้อนของวิสโคสเบสคาร์บอนไฟเบอร์ที่อุณหภูมิห้องจะอยู่ที่ประมาณ 1.26 W/m·K ซึ่งต่ำกว่าวัสดุโลหะมาก (เช่น สแตนเลส ประมาณ 15 W/(m·K)) และวัสดุเซรามิกหลายชนิด คุณลักษณะนี้มีต้นกำเนิดมาจาก "โครงสร้างกราไฟท์ที่ไม่เป็นระเบียบ" และ "โครงสร้างที่มีรูพรุนที่พัฒนาขึ้น" ในระบบทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำอุณหภูมิสูง ค่าการนำความร้อนต่ำหมายความว่าความร้อนจะสูญเสียจากบริเวณทำความร้อนไปยังสภาพแวดล้อมภายนอกได้ง่ายน้อยลง จึงได้ฉนวนที่มีประสิทธิภาพ

ค่าการนำความร้อนของคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีฤทธิ์วิสโคสยังคงต่ำแม้ที่อุณหภูมิสูง โครงสร้างจุลภาคประกอบด้วยรูพรุนขนาดนาโนและไมโครสเกลจำนวนมาก ซึ่งก่อตัวเป็น "ช่องการถ่ายเทความร้อนต่ำ" ที่อุณหภูมิสูงกว่า 2000°C ซึ่งขัดขวางการนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกัน วัสดุคาร์บอนก็ถ่ายเทความร้อนผ่านคลื่นตาข่าย ในขณะที่การจัดเรียงตาข่ายของเส้นใยคาร์บอนที่มีวิสโคสนั้นมีความเป็นระเบียบมากขึ้น (โครงสร้างที่ไม่ใช่กราไฟต์) ทำให้เส้นทางการนำความร้อนยาวขึ้น และลดการนำความร้อนลงอีก ในอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง เช่น เตาหลอมซิลิกอนผลึกเดี่ยว แผ่นสักหลาดของฉนวน หรือแผ่นฉนวนความร้อนที่ทำจากเส้นใยคาร์บอนที่มีความหนืดสามารถลดการสูญเสียความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้อย่างมาก

ครั้งที่สอง ทนต่ออุณหภูมิสูงและเสถียรภาพทางความร้อน

เส้นใยคาร์บอนที่มีสารวิสโคสสามารถทำงานได้อย่างเสถียรสูงถึง "สูงกว่า 2,800°C" ในสภาพแวดล้อมเฉื่อยหรือสุญญากาศ ทำให้เส้นใยเหล่านี้เป็นวัสดุฉนวนในอุดมคติสำหรับพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงในระบบทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ ที่อุณหภูมิสุดขั้วสูงกว่า 2000°C วัสดุส่วนใหญ่จะมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีกายภาพอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่เส้นใยคาร์บอนที่มีส่วนผสมวิสโคสยังคงรักษาโครงสร้างพื้นฐานและคุณสมบัติไว้

ความเสถียรทางความร้อนสูงของเส้นใยคาร์บอนที่มีความหนืดสูงนั้นเกิดจากคุณสมบัติ "ทำให้เกิดกราไฟต์ที่ยาก" เมื่อเปรียบเทียบกับเส้นใยคาร์บอนแบบ PAN หรือแบบพิทช์ เส้นใยคาร์บอนแบบวิสโคสมีโอกาสน้อยที่จะสร้างโครงสร้างกราไฟท์ที่ได้รับการจัดลำดับสูงที่อุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม นี่ยังหมายความว่าพวกมันมีโอกาสน้อยที่จะเกิดการเปลี่ยนเฟสของโครงสร้างที่รุนแรงที่อุณหภูมิสูง การทดลองแสดงให้เห็นว่าเส้นใยคาร์บอนที่มีวิสโคสซึ่งได้รับการบำบัดที่อุณหภูมิ 2200°C ยังคงรักษาโครงสร้างที่ไม่ใช่กราไฟต์ไว้ โดยมีความหนาแน่นเพียง 1.39 g/cm³ และมีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 98.5% โครงสร้างคาร์บอนที่เสถียรนี้ป้องกันไม่ให้ละลายหรือสลายตัวที่อุณหภูมิสูง ทำให้สามารถรักษาคุณสมบัติของฉนวนความร้อนได้เป็นระยะเวลานาน

เป็นที่น่าสังเกตว่าเส้นใยคาร์บอนที่มีส่วนผสมวิสโคสมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ (เร่งความเร็วสูงกว่า 400°C อย่างมีนัยสำคัญ) อย่างไรก็ตาม ในระบบทำความร้อนเหนี่ยวนำ การใช้บรรยากาศป้องกัน (เช่น อาร์กอนหรือไนโตรเจน) หรือห้องสุญญากาศสามารถหลีกเลี่ยงปัญหาการเกิดออกซิเดชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้ประโยชน์จากความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงได้อย่างเต็มที่

ที่สาม ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อนได้ดีเยี่ยม

โดยทั่วไประบบทำความร้อนเหนี่ยวนำจำเป็นต้องเปิดและปิดเครื่องบ่อยครั้ง ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรง การยืดตัวสูงที่จุดขาด (>2%) และความหนาแน่นต่ำ (1.39-1.7 ก./ซม.) ของเส้นใยคาร์บอนที่มีวิสโคส ช่วยให้เส้นใยมีความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีเยี่ยม ทำให้สามารถทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิอย่างรวดเร็วโดยไม่แตกร้าวได้ง่าย

ความต้านทานแรงกระแทกจากความร้อนหมายถึงความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกร้าวภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่รุนแรง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเชิงบวกของเส้นใยคาร์บอนที่มีฤทธิ์วิสโคส (2.184 × 10⁻⁶/K ที่ 800°C) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการจับคู่ระดับสูงระหว่างพฤติกรรมการขยายตัวและของเมทริกซ์เรซินในระหว่างการทำความร้อน ซึ่งช่วยลดความเข้มข้นของความเครียดจากความร้อนได้อย่างมาก นอกจากนี้ โครงสร้างที่ยืดหยุ่นและการยืดตัวที่สูง ณ จุดขาดยังช่วยให้ดูดซับพลังงานช็อกความร้อนผ่านการเสียรูปได้อย่างยืดหยุ่น ป้องกันการแตกร้าวที่เกิดจากความเครียดจากความร้อน

ในการศึกษาวัสดุคอมโพสิต 2D-C/C พบว่าความเครียดจากความร้อนอิสระของเส้นใยคาร์บอนที่มีวิสโคสที่อุณหภูมิ 800°C เท่ากับ 1/8 ของความเครียดจากความร้อนของวัสดุเสริมแรงจาก PAN และความเครียดจากความร้อนที่จำลองขึ้นในระหว่างการเกิดคาร์บอนคือ 1/60 ของความเครียดจากวัสดุเสริมจาก PAN ความเครียดจากความร้อนในระดับที่ต่ำมากนี้ทำให้มีเสถียรภาพที่ดีเยี่ยมภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบ่อยครั้งในระบบทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของระบบฉนวนได้อย่างมาก

Semicorex นำเสนอคุณภาพสูงรู้สึกคาร์บอนสินค้า. หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา

โทรศัพท์ติดต่อ # +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com