Филц на основата на вискоза в индукционна нагревателна пещ

Пригодността навъглеродни влакна на основата на вискоза за изолационни системив среди с високотемпературно индукционно нагряване се дължи главно на неговите ключови свойства, включително ниска топлопроводимост, висока термична стабилност, отлична устойчивост на термичен удар, висока чистота и ниско съдържание на примеси и лека възможност за обработка. Тези свойства работят заедно, за да го направят високоефективен, чист и надежден изолационен материал за среди с екстремни високи температури, притежаващ незаменима стратегическа стойност, особено в области от висок клас като космическото производство и производството на полупроводници.

I. Ниска топлопроводимост

Топлопроводимостта на основата на вискозавъглеродни влакнапри стайна температура е приблизително 1,26 W/m·K, много по-ниско от това на метални материали (като неръждаема стомана, приблизително 15 W/(m·K)) и много керамични материали. Тази характеристика произтича от неговата "неподредена графитна структура" и "развита пореста структура". При високотемпературните индукционни отоплителни системи ниската топлопроводимост означава, че топлината се губи по-лесно от отоплителната зона към външната среда, като по този начин се постига ефективна изолация.

Топлинната проводимост на въглеродните влакна на основата на вискоза остава ниска дори при високи температури. Неговата микроструктура съдържа многобройни наномащабни и микромащабни пори, които образуват „канали с нисък топлопренос“ при температури над 2000 ℃, като ефективно възпрепятстват топлопроводимостта. Едновременно с това, въглеродните материали пренасят топлината през решетъчни вълни, докато решетката на въглеродните влакна на базата на вискоза е по-неподредена (неграфитизирана структура), удължавайки пътя на топлопроводимостта и допълнително намалявайки топлопроводимостта. Във високотемпературно оборудване, като пещи с монокристален силиций, изолационните филцове или топлоизолационните плоскости, направени от въглеродни влакна на основата на вискоза, могат значително да намалят топлинните загуби и да подобрят енергийната ефективност.

II. Устойчивост на висока температура и термична стабилност

Въглеродните влакна на основата на вискоза могат да работят стабилно до "над 2800 ℃" в инертна или вакуумна среда, което ги прави идеален изолационен материал за зони с висока температура в индукционни нагревателни системи. При екстремни температури над 2000 ℃ повечето материали претърпяват значителни физикохимични промени, докато въглеродните влакна на базата на вискоза запазват основната си структура и свойства.

Високата термична стабилност на въглеродните влакна на базата на вискоза произтича от техните свойства "трудни за графитизиране". В сравнение с въглеродни влакна на основата на PAN или на базата на смола, въглеродните влакна на основата на вискоза е по-малко вероятно да образуват силно подредена графитна структура при високи температури. Това обаче също така означава, че те са по-малко склонни към драстични структурни фазови преходи при високи температури. Експериментите показват, че въглеродните влакна на базата на вискоза, обработени при 2200 ℃, все още поддържат неграфитизирана структура с плътност от само 1,39 g/cm³ и съдържание на въглерод от над 98,5%. Тази стабилна въглеродна структура ги предпазва от топене или разлагане при високи температури, което им позволява да запазят топлоизолационните си свойства за дълъг период от време.

Струва си да се отбележи, че въглеродните влакна на основата на вискоза са склонни към окисляване в окислителни среди (значително ускорени над 400 ℃). Въпреки това, в системите за индукционно нагряване, използването на защитна атмосфера (като аргон или азот) или вакуумна камера ефективно избягва този проблем с окисляването, като напълно използва тяхната устойчивост на висока температура.

III. Отлична устойчивост на термичен удар

Системите за индукционно отопление обикновено изискват чести стартирания и спирания, което води до драстични температурни промени. Високото удължение при скъсване (>2%) и ниската плътност (1,39-1,7 g/cm³) на въглеродни влакна на основата на вискоза им придават отлична устойчивост на термичен удар, което им позволява да издържат на бързи температурни колебания, без лесно да се напукат.

Устойчивостта на термичен шок се отнася до способността на материала да устои на напукване при драстични температурни промени. Положителният коефициент на линейно разширение на въглеродни влакна на основата на вискоза (2,184 × 10⁻⁶/K при 800 ℃) осигурява висока степен на съвпадение между тяхното поведение при разширение и това на матрицата от смола по време на нагряване, като значително намалява концентрацията на топлинен стрес. Освен това, тяхната гъвкава структура и голямото удължение при скъсване позволяват абсорбирането на енергията на топлинния шок чрез гъвкава деформация, предотвратявайки напукване, причинено от топлинен стрес.

При проучвания на 2D-C/C композити беше установено, че свободната термична деформация на въглеродни влакна на базата на вискоза при 800 ℃ е 1/8 от тази на усилени материали на основата на PAN, а симулираното термично напрежение по време на карбонизация е 1/60 от тази на усилени материали на базата на PAN. Това изключително ниско ниво на топлинен стрес му дава отлична стабилност при чести температурни промени в индукционни нагревателни системи, което значително удължава експлоатационния живот на изолационната система.

Semicorex предлага високо качествокарбонов филцпродукти. Ако имате запитвания или се нуждаете от допълнителни подробности, моля не се колебайте да се свържете с нас.

Телефон за връзка +86-13567891907

Имейл: sales@semicorex.com