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碳碳复合材料相比于石墨产品有以下突出优点

来源:本站原创 点击:45 时间:2022-9-27
  

碳/碳复合材料是以碳纤维为增强相的碳基复合材料,是目前极少数可以在2000℃以上保持较高力学性能的材料,它具有低比重、高比强、高比模、低热膨胀系数、耐热冲击以及耐烧蚀等优异性能,是新材料领域重点研究和开发的一类战略性高技术材料。碳碳复合材料相比于石墨产品有以下突出优点。

    1、碳/碳复合材料用作单(多)晶炉热场产品,大幅度延长产品的使用寿命。碳/碳热场产品经测试可使用90炉次以上,而石墨热场则只有10-30炉次,使用碳/碳热场减少了更换部件的次数,从而提高设备的利用率,减少了维修成本。
    2、用做拉单晶硅的坩埚时,由于石英坩埚对石墨坩埚产生较大的膨胀应力作用,石墨坩埚需要做成三瓣,或在坩埚上开热膨胀槽;而使用碳/碳复合材料的加热炉内产品由于不用开热膨胀槽,可以做成一个整体,并且在石英坩埚内可以获得更均匀的热场,提高了成品率,而且可以避免漏硅事故造成的损失。据统计,一次漏硅事故造成的设备材料方面的损失超过10万元。
    3、碳/碳复合材料用作单晶硅炉热场产品时,现有设备具有固定的工作容积,而由于碳/碳复合材料具有优异的性能,与石墨产品相比,可以做的更薄,从而可以利用现有设备生产尺寸更长、直径更大的产品,可节约大量新设备投资的费用。
    4、在拉制大直径的产品时,石墨热场产品成型困难,如果要制造超大直径的石墨热场零件,其制造成本、加工成本都很高,而由于碳/碳复合材料具有优异的性能,目前在拉制大直径的产品时,较多地采用了碳/碳复合材料热场产品。
    5、石墨热场产品在反复高温条件下易产生微裂纹,微裂纹的存在改变了其热传导性能,在加热时石墨加热器的功率与硅溶体的温度场发生变化,将影响拉晶的效率和拉出的品质,而使用碳/碳复合材料热场产品则可以克服这个缺点。
    6、碳/碳复合材料用作单(多)晶炉热场产品时,导热系数比石墨热场产品低很多,用做隔热保温材料隔热保温效果好,可以节约大量的电能,节省大量的电费开支,有效的降低单晶硅生产成本,随着全球能源供应的紧张,单晶硅生产作为高耗能行业,能源消耗的降低具有较大的经济和社会意义。
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