Plsť na báze viskózy v indukčnej vykurovacej peci

VhodnosťUhlíkové vlákno na báze viskózy pre izolačné systémyv prostredí vysokoteplotného indukčného ohrevu je primárne vďaka svojim kľúčovým vlastnostiam, vrátane nízkej tepelnej vodivosti, vysokej tepelnej stability, vynikajúcej odolnosti voči tepelným šokom, vysokej čistoty a nízkeho obsahu nečistôt a nízkej spracovateľnosti. Tieto vlastnosti z neho robia vysoko účinný, čistý a spoľahlivý izolačný materiál pre extrémne vysoké teploty, ktorý má nenahraditeľnú strategickú hodnotu, najmä v špičkových oblastiach, ako je letecký priemysel a výroba polovodičov.

I. Nízka tepelná vodivosť

Tepelná vodivosť na báze viskózyuhlíkové vláknopri izbovej teplote je približne 1,26 W/m·K, oveľa nižšia ako u kovových materiálov (ako je nehrdzavejúca oceľ, približne 15 W/(m·K)) a mnohých keramických materiálov. Táto charakteristika pramení z jeho „neusporiadanej grafitovej štruktúry“ a „rozvinutej poréznej štruktúry“. Vo vysokoteplotných indukčných vykurovacích systémoch nízka tepelná vodivosť znamená, že teplo sa menej ľahko stráca z vykurovacej oblasti do vonkajšieho prostredia, čím sa dosiahne efektívna izolácia.

Tepelná vodivosť uhlíkových vlákien na báze viskózy zostáva nízka aj pri vysokých teplotách. Jeho mikroštruktúra obsahuje množstvo pórov nanometrov a mikroúrovní, ktoré pri teplotách nad 2000 °C vytvárajú „kanály s nízkym prenosom tepla“, čím účinne bránia vedeniu tepla. Súčasne uhlíkové materiály prenášajú teplo cez mriežkové vlny, zatiaľ čo mriežkové usporiadanie uhlíkových vlákien na báze viskózy je neusporiadanejšie (negrafitizovaná štruktúra), čím sa predlžuje dráha vedenia tepla a ďalej sa znižuje tepelná vodivosť. Vo vysokoteplotných zariadeniach, ako sú pece s monokryštálovým kremíkom, môžu izolačné plsti alebo tepelnoizolačné dosky vyrobené z uhlíkových vlákien na báze viskózy výrazne znížiť tepelné straty a zlepšiť energetickú účinnosť.

II. Odolnosť voči vysokej teplote a tepelná stabilita

Uhlíkové vlákna na báze viskózy môžu stabilne fungovať až do "nad 2800 ℃" v inertnom alebo vákuovom prostredí, čo z nich robí ideálny izolačný materiál pre vysokoteplotné oblasti v indukčných vykurovacích systémoch. Pri extrémnych teplotách nad 2000 ℃ väčšina materiálov podlieha významným fyzikálno-chemickým zmenám, zatiaľ čo uhlíkové vlákna na báze viskózy si zachovávajú svoju základnú štruktúru a vlastnosti.

Vysoká tepelná stabilita uhlíkových vlákien na báze viskózy pramení z ich „ťažko grafitovateľných“ vlastností. V porovnaní s uhlíkovými vláknami na báze PAN alebo smoly majú uhlíkové vlákna na báze viskózy pri vysokých teplotách menšiu pravdepodobnosť, že vytvoria vysoko usporiadanú grafitovú štruktúru. To však tiež znamená, že sú menej náchylné na drastické štrukturálne fázové prechody pri vysokých teplotách. Experimenty ukazujú, že uhlíkové vlákna na báze viskózy spracované pri 2200 °C si stále zachovávajú negrafitizovanú štruktúru s hustotou iba 1,39 g/cm³ a ​​obsahom uhlíka nad 98,5 %. Táto stabilná uhlíková štruktúra zabraňuje ich topeniu alebo rozkladu pri vysokých teplotách, čo im umožňuje zachovať si svoje tepelnoizolačné vlastnosti po dlhú dobu.

Stojí za zmienku, že uhlíkové vlákna na báze viskózy sú náchylné na oxidáciu v oxidačnom prostredí (výrazne zrýchlené nad 400 ℃). V indukčných vykurovacích systémoch však použitie ochrannej atmosféry (ako je argón alebo dusík) alebo vákuovej komory účinne zabraňuje tomuto problému oxidácie, pričom sa plne využíva ich odolnosť voči vysokej teplote.

III. Vynikajúca odolnosť proti tepelným šokom

Indukčné vykurovacie systémy zvyčajne vyžadujú časté spúšťanie a vypínanie, čo vedie k drastickým zmenám teploty. Vysoká ťažnosť pri pretrhnutí (>2 %) a nízka hustota (1,39 – 1,7 g/cm³) uhlíkových vlákien na báze viskózy im dodáva vynikajúcu odolnosť proti tepelným šokom, čo im umožňuje odolávať rýchlym teplotným výkyvom bez ľahkého praskania.

Odolnosť voči tepelným šokom sa vzťahuje na schopnosť materiálu odolávať praskaniu pri drastických zmenách teploty. Pozitívny koeficient lineárnej rozťažnosti uhlíkových vlákien na báze viskózy (2,184 × 10⁻⁶/K pri 800 °C) zaisťuje vysoký stupeň zhody medzi ich rozťažným správaním a rozťažnosťou živicovej matrice počas zahrievania, čím sa výrazne znižuje koncentrácia tepelného napätia. Navyše ich pružná štruktúra a vysoké predĺženie pri pretrhnutí umožňujú absorpciu energie tepelného šoku pružnou deformáciou, čím sa zabráni praskaniu spôsobenému tepelným namáhaním.

V štúdiách kompozitov 2D-C/C sa zistilo, že voľné tepelné napätie uhlíkových vlákien na báze viskózy pri 800 ℃ je 1/8 v porovnaní s vystuženými materiálmi na báze PAN a simulované tepelné namáhanie počas karbonizácie je 1/60 v porovnaní s vystuženými materiálmi na báze PAN. Táto extrémne nízka úroveň tepelného namáhania mu dáva vynikajúcu stabilitu pri častých zmenách teploty v indukčných vykurovacích systémoch, čím sa výrazne predlžuje životnosť izolačného systému.

Semicorex ponúka vysokú kvalituuhlíková plsťproduktov. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com