Различия между изоляционными баллонами, наполненными CFC, и другими компонентами CFC

Люси (продажи) @ Semicera Semiconductor Technology Co., Ltd.

Основное различие между изоляционными трубками из твердого войлока CFC и другими конструкционными компонентами из CFC (такими как тигли из CFC, расходомерные трубки из CFC и опорные кольца из CFC) заключается в том, что изоляционные трубы из твердого войлока из CFC служат изоляционными материалами, а не несущими структурными компонентами. Следовательно, они различаются по микроструктуре, плотности конструкции, пористости, механизмам теплопроводности, ориентации прочности и производственным процессам.

Структура

В изоляционных трубках из твердого фетра CFC приоритет отдается низкой теплопроводности, высокой пористости, низкой плотности и превосходным тепловым барьерам. В отличие от традиционных структурных компонентов CFC, которые имеют конфигурацию углеродное волокно + углеродная матрица, в них используется хаотичная сетка волокон с многочисленными микропорами. Эта уникальная структура приводит к значительно более высокой пористости из-за обилия микропор. Между тем, изоляционный цилиндр из твердого войлока CFC представляет собой полую цилиндрическую конструкцию с несколькими наложенными друг на друга слоями.

Продукт имеет «высокопористую структуру», поскольку сами поры служат «изоляционным слоем». С точки зрения материаловедения, чем сложнее непрерывная передача тепла, тем лучше характеристики теплоизоляции; высокопористая структура эффективно блокирует пути теплопроводности.

D плотный дизайн

Остальные структурные компоненты ХФУ обычно имеют плотность 1.4–1.9 , так как они требуют достаточной прочности. Напротив, изоляционные трубы из жесткого войлока CFC обычно имеют плотность 0.12–0.25 , что приводит к чрезвычайно малому весу, минимальной тепловой инерции и быстрому нагреву.

Semicera имеет плотность ≤0,18 , легкий вес и низкая тепловая инерция, а также отличная скорость нагрева.

Механизм теплопроводности

Обычные компоненты CFC требуют быстрой теплопроводности и равномерного распределения температуры по всему тепловому полю, что требует создания высоконепрерывных волоконных структур. Однако функция сердцевины из твердого войлока CFC блокирует тепловой поток: она изолирует через свои поры, уменьшает теплопередачу в твердом состоянии, рассеивает тепло на границах раздела волокон и использует сложную структуру, которая отражает инфракрасное излучение при высоких температурах, тем самым рассеивая энергию излучения.

Механический дизайн

Обычные структурные компоненты CFC отдают приоритет прочности, жесткости и несущей способности, например, поддерживающим кристаллы или графитовые структуры. Напротив, изоляционные рукава из жесткого войлока подчеркивают стабильность размеров, не допускают разрушения или выделения шлака и не рассчитаны на то, чтобы выдерживать большие нагрузки.

Семицера

Для решения таких проблем, как осыпание волокон и отслоение порошка, Semicera использует процесс уплотнения поверхности, в котором используются CVI, осаждение PyC и отверждение смолы для формирования «слоя твердой оболочки», тем самым уменьшая отслоение волокон. Дополнительно Semicera наносит на поверхность пиролитическое углеродное покрытие. Это покрытие отличается высокой чистотой, плотной поверхностью и устойчивостью к высоким температурам, что делает его идеальным для выращивания кристаллов SiC, отжига полупроводников и применения в термических средах.

Поэтому Semicera также рекомендует клиентам наносить покрытие для продления срока службы продукта.

Почему в высокотехнологичных областях отопления все чаще применяется «композитная конструкция из твердого войлока»?

Хотя чистый жесткий войлок обеспечивает превосходные теплоизоляционные характеристики, его низкая прочность делает его склонным к разрушению и деформации. Поэтому производители обычно используют “ Каркас из ХФУ + изоляционный слой из жесткого войлока ” структура.

Типичная структура состоит из:

внешний слой – несущий каркас из ХФУ;

средний слой – изоляционный слой из жесткого войлока;

внутренний слой – защитный слой PyC/графитовой бумаги.

Внешний слой обеспечивает структурную стабильность, средний слой обеспечивает теплоизоляцию, а внутренний слой сохраняет чистоту и предотвращает осыпание порошка. Эта конфигурация представляет собой наиболее распространенную конструкцию для тепловых полей полупроводников, печей для выращивания кристаллов SiC и крупномасштабных фотоэлектрических тепловых систем.

Зачем использовать структуру «изоляционного цилиндра из твердого фетра»?

В высокотемпературной печи, работающей при 2000°С, потеря тепла происходит в основном за счет «излучения + проводимости». Поскольку одиночная жесткая изоляция плиты из CFC обеспечивает недостаточную экономическую эффективность, используется многослойный жесткий войлок в сочетании с каркасной структурой из CFC. Такая конфигурация снижает теплопроводность, снижает энергопотребление, повышает однородность температурного поля и снижает концентрацию термических напряжений.