Las diferencias entre los cilindros aislantes llenos de CFC y otros componentes de CFC

Por Lucy (Ventas) @ semicera semiconductor technology co., ltd.

La principal distinción entre los tubos aislantes de fieltro duro de CFC y otros componentes estructurales de CFC (como crisoles de CFC, tubos de flujo de CFC y anillos de soporte de CFC) radica en el hecho de que los tubos aislantes de fieltro duro de CFC sirven como materiales aislantes en lugar de componentes estructurales de soporte de carga. En consecuencia, difieren en microestructura, diseño de densidad, porosidad, mecanismos de conductividad térmica, orientación de resistencia y procesos de fabricación.

Estructura

Los tubos aislantes de fieltro duro de CFC priorizan la baja conductividad térmica, la alta porosidad, la baja densidad y un excelente rendimiento de barrera térmica. A diferencia de los componentes estructurales convencionales de CFC, que presentan una configuración de fibra de carbono + matriz de carbono, emplean una red de fibras aleatoria con numerosos microporos. Esta estructura única da como resultado una porosidad significativamente mayor debido a la abundancia de microporos. Mientras tanto, el cilindro aislante de fieltro duro de CFC tiene una estructura cilíndrica hueca con múltiples capas superpuestas.

El producto adopta una "estructura de alta porosidad" porque los propios poros sirven como una "capa aislante". Desde la perspectiva de la ciencia de los materiales, cuanto más difícil sea la transferencia continua de calor, mejor será el rendimiento del aislamiento térmico; la estructura de alta porosidad bloquea eficazmente las vías de conducción del calor.

D diseño de entidad

Los componentes estructurales restantes de CFC suelen tener una densidad de 1.4–1.9 , ya que requieren suficiente fuerza. Por el contrario, los tubos aislantes de fieltro rígido de CFC generalmente tienen una densidad de 0.12–0.25 , lo que resulta en un peso extremadamente bajo, una inercia térmica mínima y un rendimiento de calentamiento rápido.

Semicera exhibe una densidad. de ≤0,18 , propiedades livianas y baja inercia térmica, junto con una excelente velocidad de calentamiento.

Mecanismo de conducción térmica

Los componentes de CFC convencionales requieren una conducción rápida del calor y una distribución uniforme de la temperatura en todo el campo térmico, lo que requiere estructuras de fibra altamente continuas. Sin embargo, el núcleo de fieltro duro de CFC funciona para bloquear el flujo de calor: aísla a través de sus poros, reduce la transferencia de calor en estado sólido, dispersa el calor en las interfaces de las fibras y emplea una estructura compleja que refleja la radiación infrarroja a altas temperaturas, disipando así la energía radiativa.

Diseño Mecánico

Los componentes estructurales convencionales de CFC priorizan la resistencia, la rigidez y la capacidad de carga, como los que soportan cristales o estructuras de grafito. Por el contrario, las fundas aislantes de fieltro rígido enfatizan la estabilidad dimensional sin colapso ni descarga de escoria y no están diseñadas para soportar cargas pesadas.

semicera

Para abordar problemas como el desprendimiento de fibras y el desprendimiento de polvo, Semicera emplea un proceso de densificación de superficie que utiliza CVI, deposición de PyC y curado de resina para formar una "capa dura", reduciendo así el desprendimiento de fibras. Además, Semicera aplica una capa de carbón pirolítico a la superficie. Este recubrimiento presenta alta pureza, una superficie densa y resistencia a altas temperaturas, lo que lo hace ideal para el crecimiento de cristales de SiC, recocido de semiconductores y aplicaciones en entornos térmicos.

Por lo tanto, Semicera también recomienda que los clientes apliquen un recubrimiento para extender la vida útil del producto.

¿Por qué los campos de calefacción de alta gama adoptan cada vez más la “estructura compuesta de fieltro duro”?

Aunque el fieltro rígido puro ofrece un excelente rendimiento de aislamiento térmico, su baja resistencia lo hace propenso a colapsar y deformarse. Por lo tanto, los fabricantes suelen emplear un “ Esqueleto de CFC + capa aislante de fieltro rígido ” estructura.

La estructura típica consiste en:

capa exterior: un marco de carga de CFC;

capa intermedia: una capa aislante de fieltro rígido;

capa interior: una capa protectora de papel PyC/grafito.

La capa exterior garantiza la estabilidad estructural, la capa intermedia proporciona aislamiento térmico y la capa interior mantiene la limpieza y evita la caída de polvo. Esta configuración representa el diseño más frecuente para campos térmicos de semiconductores, hornos de crecimiento de cristales de SiC y sistemas térmicos fotovoltaicos a gran escala.

¿Por qué adoptar la estructura de un “cilindro aislante de fieltro duro”?

En un horno de alta temperatura que funciona a 2000°C, la pérdida de calor se produce principalmente a través de “radiación + conducción”. Dado que un único aislamiento de placa rígida de CFC proporciona una eficiencia económica insuficiente, se emplea un fieltro rígido multicapa combinado con una estructura de esqueleto de CFC. Esta configuración reduce la conductividad térmica, disminuye el consumo de energía, mejora la uniformidad del campo de temperatura y mitiga la concentración de estrés térmico.