Viskoosipohjainen huopa induktiokuumennusuunissa

Sopivuusviskoosipohjainen hiilikuitu eristysjärjestelmiinkorkean lämpötilan induktiolämmitysympäristöissä johtuu ensisijaisesti sen tärkeimmistä ominaisuuksista, kuten alhainen lämmönjohtavuus, korkea lämmönkestävyys, erinomainen lämpösokinkestävyys, korkea puhtaus ja alhainen epäpuhtauspitoisuus sekä kevyt prosessoitavuus. Nämä ominaisuudet toimivat yhdessä tehden siitä erittäin tehokkaan, puhtaan ja luotettavan eristemateriaalin äärimmäisen korkeisiin lämpötiloihin, ja sillä on korvaamaton strateginen arvo erityisesti huippuluokan aloilla, kuten ilmailu- ja puolijohdevalmistus.

I. Matala lämmönjohtavuus

Viskoosipohjaisen lämmönjohtavuushiilikuituahuoneenlämpötilassa on noin 1,26 W/m·K, paljon pienempi kuin metallimateriaalien (kuten ruostumaton teräs, noin 15 W/(m·K)) ja monien keraamisten materiaalien. Tämä ominaisuus johtuu sen "häiriöisestä grafiittirakenteesta" ja "kehittyneestä huokoisesta rakenteesta". Korkean lämpötilan induktiolämmitysjärjestelmissä alhainen lämmönjohtavuus tarkoittaa, että lämpöä ei mene niin helposti lämmitysalueelta ulkoiseen ympäristöön, jolloin saavutetaan tehokas eristys.

Viskoosipohjaisen hiilikuidun lämmönjohtavuus pysyy alhaisena jopa korkeissa lämpötiloissa. Sen mikrorakenne sisältää lukuisia nano- ja mikromittakaavaisia ​​huokosia, jotka muodostavat "pieniä lämmönsiirtokanavia" yli 2000 ℃ lämpötiloissa, mikä estää tehokkaasti lämmönjohtamisen. Samanaikaisesti hiilimateriaalit siirtävät lämpöä hilaaaltojen kautta, kun taas viskoosipohjaisten hiilikuitujen hilajärjestely on epäjärjestyneempi (grafitoitumaton rakenne), mikä pidentää lämmönjohtavuuspolkua ja vähentää edelleen lämmönjohtavuutta. Korkean lämpötilan laitteissa, kuten yksikiteisissä piiuuneissa, viskoosipohjaisista hiilikuiduista valmistetut eristyshuovat tai lämmöneristyslevyt voivat vähentää merkittävästi lämpöhäviöitä ja parantaa energiatehokkuutta.

II. Korkean lämpötilan kestävyys ja lämpöstabiilisuus

Viskoosipohjaiset hiilikuidut voivat toimia vakaasti "yli 2800 ℃" asti inertissä tai tyhjiöympäristössä, mikä tekee niistä ihanteellisen eristemateriaalin korkean lämpötilan alueilla induktiolämmitysjärjestelmissä. Äärimmäisissä lämpötiloissa yli 2000 ℃ useimmat materiaalit käyvät läpi merkittäviä fysikaalis-kemiallisia muutoksia, kun taas viskoosipohjaiset hiilikuidut säilyttävät perusrakenteensa ja ominaisuutensa.

Viskoosipohjaisten hiilikuitujen korkea lämpöstabiilisuus johtuu niiden "vaikeasti grafitoitavista" ominaisuuksista. Verrattuna PAN- tai pihkapohjaisiin hiilikuituihin viskoosipohjaiset hiilikuidut muodostavat vähemmän todennäköisemmin erittäin järjestyneen grafiittirakenteen korkeissa lämpötiloissa. Tämä tarkoittaa kuitenkin myös, että ne ovat vähemmän alttiita rajuille rakenteellisille faasimuutoksille korkeissa lämpötiloissa. Kokeet osoittavat, että viskoosipohjaiset hiilikuidut, jotka on käsitelty lämpötilassa 2200 ℃, säilyttävät edelleen grafitoitumattoman rakenteen, jonka tiheys on vain 1,39 g/cm³ ja hiilipitoisuus yli 98,5 %. Tämä vakaa hiilirakenne estää niitä sulamasta tai hajoamasta korkeissa lämpötiloissa, jolloin ne säilyttävät lämmöneristysominaisuudet pitkän ajan.

On syytä huomata, että viskoosipohjaiset hiilikuidut ovat alttiita hapettumiselle hapettavassa ympäristössä (kiihtyy merkittävästi yli 400 ℃). Kuitenkin induktiolämmitysjärjestelmissä suojaavan ilmakehän (kuten argonin tai typen) tai tyhjiökammion käyttö välttää tehokkaasti tämän hapettumisongelman hyödyntäen täysin niiden korkean lämpötilan kestävyyttä.

III. Erinomainen lämpöiskun kestävyys

Induktiolämmitysjärjestelmät vaativat tyypillisesti toistuvia käynnistyksiä ja sammutuksia, mikä johtaa rajuihin lämpötilan muutoksiin. Viskoosipohjaisten hiilikuitujen suuri murtovenymä (>2 %) ja alhainen tiheys (1,39-1,7 g/cm³) antavat niille erinomaisen lämpöiskun kestävyyden, minkä ansiosta ne kestävät nopeita lämpötilanvaihteluita halkeilematta helposti.

Lämpöiskun kestävyys viittaa materiaalin kykyyn vastustaa halkeilua rajuissa lämpötilan muutoksissa. Viskoosipohjaisten hiilikuitujen positiivinen lineaarinen laajenemiskerroin (2,184 × 10⁻⁶/K 800 ℃:ssa) varmistaa korkean yhteensopivuuden niiden laajenemiskäyttäytymisen ja hartsimatriisin välillä lämmityksen aikana, mikä vähentää merkittävästi lämpöjännityksen pitoisuutta. Lisäksi niiden joustava rakenne ja suuri murtovenymä mahdollistavat lämpöshokkienergian imeytymisen joustavan muodonmuutoksen kautta, mikä estää lämpörasituksen aiheuttaman halkeilun.

2D-C/C-komposiittien tutkimuksissa havaittiin, että viskoosipohjaisten hiilikuitujen vapaa lämpöjännitys 800 ℃:ssa on 1/8 PAN-pohjaisten lujitemateriaalien verrattuna ja simuloitu lämpöjännitys hiiltymisen aikana on 1/60 PAN-pohjaisten lujitemateriaalien vastaavasta. Tämä erittäin alhainen lämpörasitus antaa sille erinomaisen vakauden induktiolämmitysjärjestelmien toistuvissa lämpötilamuutoksissa, mikä pidentää merkittävästi eristysjärjestelmän käyttöikää.

Semicorex tarjoaa korkealaatuistahiilihuopatuotteita. Jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset lisätietoja, älä epäröi ottaa meihin yhteyttä.

Puhelinnumero +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com