Войлок на основе вискозы в индукционной печи

Пригодностьуглеродное волокно на основе вискозы для изоляционных системв условиях высокотемпературного индукционного нагрева, прежде всего, благодаря его ключевым свойствам, включая низкую теплопроводность, высокую термическую стабильность, отличную стойкость к термическому удару, высокую чистоту и низкое содержание примесей, а также легкую технологичность. В совокупности эти свойства делают его высокоэффективным, чистым и надежным изоляционным материалом для экстремально высоких температур, обладающим незаменимой стратегической ценностью, особенно в таких высокотехнологичных областях, как аэрокосмическая промышленность и производство полупроводников.

I. Низкая теплопроводность

Теплопроводность материалов на основе вискозыуглеродное волокнопри комнатной температуре составляет примерно 1,26 Вт/м·К, что намного ниже, чем у металлических материалов (таких как нержавеющая сталь, примерно 15 Вт/(м·К)) и многих керамических материалов. Эта характеристика обусловлена ​​его «неупорядоченной структурой графита» и «развитой пористой структурой». В высокотемпературных системах индукционного нагрева низкая теплопроводность означает, что тепло легче теряется из зоны нагрева во внешнюю среду, что обеспечивает эффективную изоляцию.

Теплопроводность углеродного волокна на основе вискозы остается низкой даже при высоких температурах. Его микроструктура содержит многочисленные нано- и микропоры, которые образуют «каналы с низкой теплопередачей» при температурах выше 2000 ℃, эффективно препятствуя теплопроводности. В то же время углеродные материалы передают тепло посредством волн решетки, в то время как расположение решетки углеродных волокон на основе вискозы более неупорядочено (неграфитизированная структура), что удлиняет путь теплопроводности и еще больше снижает теплопроводность. В высокотемпературном оборудовании, таком как печи монокристаллического кремния, изоляционные войлоки или теплоизоляционные плиты из углеродных волокон на основе вискозы могут значительно снизить теплопотери и повысить энергоэффективность.

II. Высокая термостойкость и термическая стабильность

Углеродные волокна на основе вискозы могут стабильно работать до температуры «выше 2800 ℃» в инертной или вакуумной среде, что делает их идеальным изоляционным материалом для зон с высокими температурами в системах индукционного нагрева. При экстремальных температурах выше 2000℃ большинство материалов претерпевают значительные физико-химические изменения, в то время как углеродные волокна на основе вискозы сохраняют свою основную структуру и свойства.

Высокая термическая стабильность углеродных волокон на основе вискозы обусловлена ​​их «труднографитируемыми» свойствами. По сравнению с углеродными волокнами на основе ПАН или пека, углеродные волокна на основе вискозы с меньшей вероятностью образуют высокоупорядоченную графитовую структуру при высоких температурах. Однако это также означает, что они менее склонны к резким структурным фазовым переходам при высоких температурах. Эксперименты показывают, что углеродные волокна на основе вискозы, обработанные при 2200℃, по-прежнему сохраняют неграфитированную структуру с плотностью всего 1,39 г/см³ и содержанием углерода более 98,5%. Эта стабильная углеродная структура предотвращает их плавление или разложение при высоких температурах, что позволяет им сохранять свои теплоизоляционные свойства в течение длительного периода.

Стоит отметить, что углеродные волокна на основе вискозы склонны к окислению в окислительных средах (значительно ускоряющихся выше 400℃). Однако в системах индукционного нагрева использование защитной атмосферы (например, аргона или азота) или вакуумной камеры эффективно позволяет избежать этой проблемы окисления, полностью используя их устойчивость к высоким температурам.

III. Отличная стойкость к тепловому удару

Системы индукционного нагрева обычно требуют частых запусков и остановок, что приводит к резким изменениям температуры. Высокое удлинение при разрыве (>2%) и низкая плотность (1,39-1,7 г/см³) углеродных волокон на основе вискозы наделяют их превосходной термостойкостью, что позволяет им выдерживать быстрые колебания температуры без легкого растрескивания.

Устойчивость к термическому удару означает способность материала противостоять растрескиванию при резких изменениях температуры. Положительный коэффициент линейного расширения углеродных волокон на основе вискозы (2,184 × 10⁻⁶/K при 800℃) обеспечивает высокую степень соответствия между их расширением и поведением полимерной матрицы во время нагрева, что значительно снижает концентрацию термических напряжений. Кроме того, их гибкая структура и высокое удлинение при разрыве позволяют поглощать энергию теплового удара за счет гибкой деформации, предотвращая растрескивание, вызванное термическим напряжением.

При исследованиях композитов 2D-C/C было обнаружено, что свободная термическая деформация углеродных волокон на основе вискозы при 800 ℃ составляет 1/8 от армированных материалов на основе ПАН, а моделируемая термическая деформация при карбонизации составляет 1/60 от армированных материалов на основе ПАН. Этот чрезвычайно низкий уровень термического напряжения придает ему превосходную стабильность при частых изменениях температуры в системах индукционного нагрева, что значительно продлевает срок службы системы изоляции.

Semicorex предлагает высококачественныеуглеродный войлокпродукты. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

Контактный телефон +86-13567891907.

Электронная почта: sales@semicorex.com