Теплоізоляційний матеріал з вуглецевого волокна

Поєднання м’якого повсті та жорсткого/жорсткого повсті по суті передбачає збалансування трьох речей: теплопровідність (тверда/газова фаза), радіаційний теплообмін, а також структура та збірка. Зосередження лише на одному показнику (наприклад, на найнижчій високотемпературній теплопровідності) зазвичай призводить до проблем у таких сферах, як міцність, стабільність розмірів, витік тепла на шви та осипання/забруднення волокна.

1. Функціональне позиціонування двох типівПовсть

М'який фетрце більше схоже на "тепло опору + адаптаційний шар".

Переваги: ​​гнучкий, стисливий, здатний прилягати до нерівних поверхонь, сильна здатність заповнювати шви та висока толерантність до складання. Ризики: помірна стабільність розмірів, стійкість до ерозії/зносу та стійкість до проколів; теплопровідність значно змінюється після стиснення (ущільнення збільшує контакт твердої фази, що призводить до збільшення еквівалентної теплопровідності).

Жорсткий фетрбільше схоже на "структурний/термічний захист поверхні + шар, що зберігає форму". 

Поширеним підходом є просочування м’якого повсті смолою, а потім карбонізація для створення «ламінованого/загартованого повсті», який піддається механічній обробці та має вищу міцність. Деякі компанії, що займаються виробництвом карбонової повсті, прямо заявляють, що їхня продукція «виготовляється з м’якої повсті, просоченої смолою», і забезпечує такі типові параметри, як високотемпературна теплопровідність і щільність. Ризики: затвердіння/ущільнення часто підвищує теплопровідність твердої фази; водночас твердий шар є більш «крихким», що робить його більш схильним до розтріскування поблизу швів або точок кріплення під впливом термічного циклу/складального навантаження (вимагає структурного аналізу деталей).

2. Основа композитного дизайну: Пріоритезація "випромінювання" в розташуванні щільності (особливо на високотемпературному кінці).

Рамка прирівнювання випромінювання до (k_rad) і пояснення ролі мікроструктури за допомогою коефіцієнта екстинкції/оптичної товщини дуже підходить для керування шаруванням м’якого/твердого повсті: термін випромінювання на кінці високої температури збільшується з (T3), тоді як (k_rad) приблизно пропорційний (1/βR) у наближенні дифузії Росселанда; чим більша оптична товщина (τ=βL), тим більш «непрозорий» матеріал, і тим важче через нього проникає випромінювання.

Висновок (найбільш корисний для шарування): щоб придушити випромінювання, віддавайте пріоритет шарам із вищим ослабленням/вищою оптичною товщиною поблизу гарячої поверхні; щоб придушити теплопровідність твердої фази, надайте пріоритет контролю об’ємної товщини. Це фізична відправна точка «градієнта щільності/ієрархічної структури».

3. Три найбільш часто використовувані та менш схильні до проблемних структурних комбінацій

A: Тонкий жорсткий фетр на гарячій поверхні + товстий м’який фетр на спині («гаряча поверхня шкіри + ізоляційне тіло»)

Коли використовувати: коли гаряча поверхня піддається тертю від стирання/ерозії/видалення або коли вам потрібно обробити гарячу поверхню (канавки, позиціонування, структури, що направляють повітря/потік).

Стережіться осипання волокон, підняття повітряного потоку або деформації, спричиненої локальним термічним ударом на м’якій фетрові гарячій поверхні.

Чому це ефективно: тонкий твердий фетр, розташований близько до гарячої поверхні, може «поглинати» частину випромінювання (збільшуючи оптичну товщину гарячого кінця), забезпечуючи при цьому зносостійку підтримку; Основна товщина, як і раніше, покривається м’яким фетром, щоб уникнути надто щільної структури в цілому, що збільшило б теплопровідність твердої фази.

Ключові моменти: не перевищуйте товщину твердого фетру: чим товщий твердий шар, тим більший ризик твердофазної теплопровідності/теплових містків; Цінність твердого шару більшою мірою полягає в "захист від гарячого випромінювання + механічна шкіра".

Варіант B: м’який фетр із гарячою поверхнею (з додатковою графітовою фольгою/папером) + зовнішня тверда повстяна пластина («чиста гаряча поверхня + структурний екзоскелет») 

Коли використовувати: Типова футерівка для високотемпературної печі/вакуумної печі/печі для спікання: гаряча поверхня надає перевагу чистоті та рівномірності температури, тоді як зовнішня поверхня надає перевагу фіксації та збереженню форми.

Ізоляційний шар потрібно перетворити на «модульну/змінну» панель або циліндр.

Докази промислової практики: цей тип футеровки печі використовує м’які/тверді повстяні пластини для створення прямокутної або багатокутної ізоляції порожнини печі. У загальнодоступній інформації прямо згадується додавання графітової фольги між шарами для покращення продуктивності та герметизації з’єднань, а також наголошується на досягненні міцних і герметичних з’єднань за допомогою систем з’єднання/кріплення.

Чому це працює: м’який фетр легше прилипає до гарячої поверхні, зменшуючи зазори (проміжки можуть легко стати «каналами випромінювання» за високих температур); графітова фольга/поверхневий шар також забезпечує функції «відображення/ізоляції/запобігання волокон»; зовнішній твердий фетр підтримує конструкцію та установку (шпильки, затискачі, перекриття), зменшуючи ризик розчавлення або зсуву м’якого фетру.

Варіант C: багатошаровий шар ієрархічної щільності (твердий → напівтвердий → м’який), із «екрануванням від радіації» на гарячому кінці та «низькою теплопровідністю твердої фази» на холодному кінці.

Коли використовувати: Високі температури (високий коефіцієнт радіації), чутливі до ваги/товщини; високі вимоги до термоциклізації та довговічності, спрямовані на зниження концентрації напруги та ризику розтріскування на окремих поверхнях.

Чому він стабільніший: це робить «високу екстинкцію на гарячому кінці» варіанту А більш плавним: кілька шарів на гарячому кінці забезпечують вищу (бета) (більшу оптичну товщину), тоді як основна товщина на холодному кінці підтримує низьку твердофазну теплопровідність; він також розсіює градієнт стиснення збірки та термічної усадки, зменшуючи «кроки напруги» на твердих/м’яких одиничних інтерфейсах.

Semicorex пропонує високу якістьтеплоізоляційні повстяні вироби. 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