نمد مبتنی بر ویسکوز در کوره گرمایش القایی

مناسب بودنفیبر کربن مبتنی بر ویسکوز برای سیستم های عایقدر محیط‌های گرمایش القایی با دمای بالا در درجه اول به دلیل ویژگی‌های کلیدی آن از جمله هدایت حرارتی کم، پایداری حرارتی بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی، خلوص بالا و محتوای ناخالصی کم و قابلیت پردازش سبک است. این ویژگی ها با هم کار می کنند تا آن را به یک ماده عایق بسیار کارآمد، تمیز و قابل اعتماد برای محیط های با دمای بالا تبدیل کنند که دارای ارزش استراتژیک غیرقابل جایگزینی است، به ویژه در زمینه های پیشرفته مانند هوافضا و تولید نیمه هادی.

I. هدایت حرارتی پایین

هدایت حرارتی ویسکوز مبتنی برفیبر کربندر دمای اتاق تقریباً 1.26 W/m·K، بسیار کمتر از مواد فلزی (مانند فولاد ضد زنگ، تقریباً 15 W/(m·K)) و بسیاری از مواد سرامیکی است. این ویژگی از "ساختار گرافیت نامنظم" و "ساختار متخلخل توسعه یافته" آن ناشی می شود. در سیستم‌های گرمایش القایی با دمای بالا، رسانایی حرارتی پایین به این معنی است که گرما به راحتی از ناحیه گرمایش به محیط خارجی از دست می‌رود و در نتیجه عایق کاری کارآمد حاصل می‌شود.

رسانایی حرارتی فیبر کربن مبتنی بر ویسکوز حتی در دماهای بالا کم می ماند. ریزساختار آن حاوی منافذ نانومقیاس و ریزمقیاس متعددی است که "کانال های انتقال حرارت کم" را در دمای بالای 2000 درجه سانتیگراد تشکیل می دهند و به طور موثری از هدایت گرما جلوگیری می کنند. به طور همزمان، مواد کربنی گرما را از طریق امواج شبکه منتقل می‌کنند، در حالی که آرایش شبکه الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز نامنظم‌تر است (ساختار غیر گرافیتی)، طولانی‌تر شدن مسیر هدایت گرما و کاهش بیشتر هدایت حرارتی. در تجهیزات با دمای بالا مانند کوره های سیلیکونی تک کریستال، نمدهای عایق یا تخته های عایق حرارتی ساخته شده از الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز می توانند اتلاف حرارت را به میزان قابل توجهی کاهش دهند و کارایی انرژی را بهبود بخشند.

II. مقاومت در برابر دمای بالا و پایداری حرارتی

الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز می توانند تا دمای بالای 2800 درجه سانتیگراد در محیط های بی اثر یا خلاء به طور پایدار عمل کنند و آنها را به یک ماده عایق ایده آل برای مناطق با دمای بالا در سیستم های گرمایش القایی تبدیل می کند. در دماهای شدید بالای 2000 درجه سانتیگراد، اکثر مواد دچار تغییرات فیزیکوشیمیایی قابل توجهی می شوند، در حالی که الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز ساختار و خواص اولیه خود را حفظ می کنند.

پایداری حرارتی بالای الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز ناشی از ویژگی‌های «گرافیت‌سازی دشوار» آنهاست. در مقایسه با الیاف کربنی مبتنی بر PAN یا پایه، الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز کمتر احتمال دارد که ساختار گرافیت بسیار منظمی را در دماهای بالا تشکیل دهند. با این حال، این بدان معناست که آنها کمتر مستعد انتقال فاز ساختاری شدید در دماهای بالا هستند. آزمایشات نشان می دهد که الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز که در دمای 2200 درجه سانتیگراد پردازش شده اند هنوز ساختاری غیر گرافیتی با چگالی تنها 1.39 گرم بر سانتی متر مکعب و محتوای کربن بیش از 98.5٪ دارند. این ساختار کربن پایدار از ذوب یا تجزیه آنها در دماهای بالا جلوگیری می کند و به آنها اجازه می دهد تا خواص عایق حرارتی خود را در مدت طولانی حفظ کنند.

شایان ذکر است که الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز مستعد اکسیداسیون در محیط های اکسید کننده هستند (به طور قابل توجهی در بالای 400 درجه سانتیگراد شتاب می گیرند). با این حال، در سیستم‌های گرمایش القایی، استفاده از یک اتمسفر محافظ (مانند آرگون یا نیتروژن) یا یک محفظه خلاء به طور موثر از این مشکل اکسیداسیون جلوگیری می‌کند و به طور کامل از مقاومت آنها در دمای بالا استفاده می‌کند.

III. مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی

سیستم های گرمایش القایی معمولاً نیاز به راه اندازی و خاموشی مکرر دارند که منجر به تغییرات شدید دما می شود. ازدیاد طول در هنگام شکست (> 2٪) و چگالی کم (1.39-1.7 g/cm³) الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز به آنها مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی را می بخشد و آنها را قادر می سازد تا در برابر نوسانات دمایی سریع بدون شکستن آسان مقاومت کنند.

مقاومت در برابر شوک حرارتی به توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر ترک خوردگی تحت تغییرات شدید دما اشاره دارد. ضریب انبساط خطی مثبت الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز (2.184 × 10-6/K در دمای 800 درجه سانتیگراد) درجه بالایی از تطابق بین رفتار انبساط آنها و ماتریس رزین را در طول گرمایش تضمین می کند و به طور قابل توجهی غلظت تنش حرارتی را کاهش می دهد. علاوه بر این، ساختار انعطاف پذیر و ازدیاد طول آنها در هنگام شکست، امکان جذب انرژی شوک حرارتی را از طریق تغییر شکل انعطاف پذیر فراهم می کند و از ترک خوردگی ناشی از تنش حرارتی جلوگیری می کند.

در مطالعات کامپوزیت‌های 2D-C/C، مشخص شد که کرنش حرارتی آزاد الیاف کربن مبتنی بر ویسکوز در دمای 800 درجه سانتیگراد 1/8 نسبت به مواد تقویت‌شده مبتنی بر PAN است و تنش حرارتی شبیه‌سازی‌شده در طول کربن‌سازی 1/60 نسبت به مواد تقویت‌شده مبتنی بر PAN است. این سطح بسیار کم تنش حرارتی به آن پایداری عالی در برابر تغییرات مکرر دمایی در سیستم‌های گرمایش القایی می‌دهد و عمر مفید سیستم عایق را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.

Semicorex کیفیت بالایی را ارائه می دهدنمد کربنمحصولات اگر سؤالی دارید یا نیاز به جزئیات بیشتری دارید، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

تلفن تماس 86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com