Повсть на основі віскози в індукційній нагрівальній печі

Придатністьвуглецеве волокно на основі віскози для систем ізоляціїу високотемпературних середовищах індукційного нагрівання в першу чергу завдяки його ключовим властивостям, включаючи низьку теплопровідність, високу термічну стабільність, чудову стійкість до термічного удару, високу чистоту та низький вміст домішок, а також легку технологічність. Ці властивості разом роблять його високоефективним, чистим і надійним ізоляційним матеріалом для екстремально високих температур, який має незамінну стратегічну цінність, особливо в галузях високого класу, таких як аерокосмічна промисловість і виробництво напівпровідників.

I. Низька теплопровідність

Теплопровідність на основі віскозивуглецеве волокнопри кімнатній температурі становить приблизно 1,26 Вт/м·K, що набагато менше, ніж у металевих матеріалів (таких як нержавіюча сталь, приблизно 15 Вт/(м·K)) і багатьох керамічних матеріалів. Ця характеристика пов’язана з його «невпорядкованою структурою графіту» та «розвиненою пористою структурою». У системах високотемпературного індукційного нагріву низька теплопровідність означає, що тепло менше втрачається із зони нагріву в зовнішнє середовище, завдяки чому досягається ефективна ізоляція.

Теплопровідність вуглецевого волокна на основі віскози залишається низькою навіть при високих температурах. Його мікроструктура містить численні нанорозмірні та мікророзмірні пори, які утворюють «канали низької теплопередачі» при температурах вище 2000 ℃, ефективно перешкоджаючи теплопровідності. Одночасно вуглецеві матеріали передають тепло через хвилі решітки, тоді як структура решітки вуглецевих волокон на основі віскози є більш невпорядкованою (неграфітизована структура), подовжуючи шлях теплопровідності та додатково знижуючи теплопровідність. У високотемпературному обладнанні, такому як печі з монокристалічним кремнієм, ізоляційні повсті або теплоізоляційні плити з вуглецевого волокна на основі віскози можуть значно зменшити втрати тепла та підвищити енергоефективність.

II. Стійкість до високих температур і термічна стабільність

Вуглецеві волокна на основі віскози можуть стабільно працювати до «вище 2800 ℃» в інертних або вакуумних середовищах, що робить їх ідеальним ізоляційним матеріалом для зон з високою температурою в системах індукційного нагріву. При екстремальних температурах понад 2000 ℃ більшість матеріалів зазнають значних фізико-хімічних змін, тоді як вуглецеві волокна на основі віскози зберігають свою основну структуру та властивості.

Висока термостабільність вуглецевих волокон на основі віскози пояснюється їх властивостями «важко піддаватися графітизації». Порівняно з вуглецевими волокнами на основі PAN або пеку, вуглецеві волокна на основі віскози мають меншу ймовірність утворювати високовпорядковану структуру графіту при високих температурах. Однак це також означає, що вони менш схильні до різких структурних фазових переходів при високих температурах. Експерименти показують, що вуглецеві волокна на основі віскози, оброблені при 2200 ℃, все ще зберігають неграфітизовану структуру з щільністю лише 1,39 г/см³ і вмістом вуглецю понад 98,5%. Ця стабільна вуглецева структура запобігає їх плавленню або розкладанню при високих температурах, дозволяючи їм зберігати свої теплоізоляційні властивості протягом тривалого періоду.

Варто відзначити, що вуглецеві волокна на основі віскози схильні до окислення в окисних середовищах (значно прискорюється вище 400 ℃). Однак у системах індукційного нагріву використання захисної атмосфери (наприклад, аргону чи азоту) або вакуумної камери ефективно дозволяє уникнути цієї проблеми окислення, повністю використовуючи їх стійкість до високих температур.

III. Чудова стійкість до термічного удару

Системи індукційного опалення зазвичай потребують частих запусків і зупинок, що призводить до різких змін температури. Високе подовження при розриві (>2%) і низька щільність (1,39-1,7 г/см³) вуглецевих волокон на основі віскози надають їм чудову стійкість до термічного удару, що дозволяє їм витримувати різкі коливання температури без легкого розтріскування.

Стійкість до термічного удару означає здатність матеріалу протистояти розтріскування при різких змінах температури. Позитивний коефіцієнт лінійного розширення вуглецевих волокон на основі віскози (2,184 × 10⁻⁶/K при 800 ℃) забезпечує високий ступінь узгодження між їх характеристиками розширення та матриці смоли під час нагрівання, значно знижуючи концентрацію теплового стресу. Крім того, їх гнучка структура та високе подовження при розриві дозволяють поглинати енергію теплового удару через гнучку деформацію, запобігаючи розтріскування, спричинене термічним навантаженням.

У дослідженнях 2D-C/C композитів було виявлено, що вільна термічна деформація вуглецевих волокон на основі віскози при 800 ℃ становить 1/8 від армованих матеріалів на основі PAN, а змодельована термічна напруга під час карбонізації становить 1/60 від армованих матеріалів на основі PAN. Цей надзвичайно низький рівень термічної напруги забезпечує відмінну стабільність при частих змінах температури в системах індукційного нагріву, значно подовжуючи термін служби системи ізоляції.

Semicorex пропонує високу якістькарбоновий повстьпродуктів. Якщо у вас є запитання або вам потрібна додаткова інформація, будь ласка, не соромтеся зв’язатися з нами.

Контактний телефон +86-13567891907

Електронна адреса: sales@semicorex.com