碳碳复合材料相比石墨材料有哪些优势?
碳/碳复合材料是以碳纤维为加强相的碳基复合材料,是目前极少数可以在2000℃以上坚持较高力学性能的资料,它具有低比重、高比强、高比模、低热膨胀系数、耐热冲击以及耐烧蚀等优良功能,是新资料范畴重点研讨和开发的一类战略性高技术资料。碳碳复合材料相比于石墨产品有以下突出优点。
1、石墨热场产品在重复低温条件下易发生微裂纹,微裂纹的存在改动了其热传导功能,在加热时石墨加热器的功率与硅溶体的温度场发生变化,将影响拉晶的效率和拉出的质量,而运用碳/碳复合材料热场产品则可以克制这个缺陷。
2、碳/碳复合材料用作单(多)晶炉热场产品时,导热系数比石墨热场产品低很多,用做隔热保温材料隔热保温效果好,可以浪费少量的电能,节省少量的电费开支,无效的降低单晶硅生产成本,随着全球能源供应的紧张,单晶硅消费作为高耗能行业,能源消耗的降低具有较大的经济和社会意义。
3、碳/碳复合材料用作单(多)晶炉热场产品,大幅度延伸产品的使用寿命。碳/碳热场产品经测试可运用90炉次以上,而石墨热场则只要10-30炉次,运用碳/碳热场增加了改换部件的次数,从而进步设备的利用率,增加了维修本钱。
4、用做拉单晶硅的坩埚时,由于石英坩埚对石墨坩埚发生较大的收缩应力作用,石墨坩埚需求做成三瓣,或在坩埚上开热膨胀槽;而运用碳/碳复合材料的加热炉内产品由于不必开热膨胀槽,可以做成一个全体,并且在石英坩埚内可以取得更平均的热场,进步了成品率,而且可以防止漏硅事故形成的损失。据统计,一次漏硅事故形成的设备资料方面的损失超越10万元。
5、碳/碳复合材料用作单晶硅炉热场产品时,现有设备具有固定的任务容积,而由于碳/碳复合材料具有优良的功能,与石墨产品相比,可以做的更薄,从而可以应用现有设备消费尺寸更长、直径更大的产品,可浪费少量新设备投资的费用。
6、在拉制大直径的产品时,石墨热场产品成型困难,假如要制造超大直径的石墨热场零件,其制造本钱、加工成本都很高,而由于碳/碳复合材料具有优良的功能,目前在拉制大直径的产品时,较多地采用了碳/碳复合材料热场产品。