Phớt dựa trên viscose trong lò sưởi cảm ứng

Sự phù hợp củasợi carbon gốc viscose cho hệ thống cách nhiệttrong môi trường sưởi ấm cảm ứng nhiệt độ cao chủ yếu là do các đặc tính chính của nó, bao gồm độ dẫn nhiệt thấp, độ ổn định nhiệt cao, khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời, độ tinh khiết cao và hàm lượng tạp chất thấp và khả năng xử lý nhẹ. Các đặc tính này phối hợp với nhau để biến nó thành vật liệu cách nhiệt hiệu quả cao, sạch và đáng tin cậy cho môi trường nhiệt độ cực cao, sở hữu giá trị chiến lược không thể thay thế, đặc biệt là trong các lĩnh vực cao cấp như sản xuất hàng không vũ trụ và chất bán dẫn.

I. Độ dẫn nhiệt thấp

Độ dẫn nhiệt của viscosesợi carbonở nhiệt độ phòng xấp xỉ 1,26 W/m·K, thấp hơn nhiều so với vật liệu kim loại (như thép không gỉ, khoảng 15 W/(m·K)) và nhiều vật liệu gốm. Đặc điểm này bắt nguồn từ "cấu trúc than chì rối loạn" và "cấu trúc xốp phát triển". Trong các hệ thống sưởi ấm cảm ứng nhiệt độ cao, độ dẫn nhiệt thấp có nghĩa là nhiệt ít bị thất thoát từ khu vực sưởi ấm ra môi trường bên ngoài, do đó đạt được khả năng cách nhiệt hiệu quả.

Độ dẫn nhiệt của sợi carbon gốc viscose vẫn thấp ngay cả ở nhiệt độ cao. Cấu trúc vi mô của nó chứa nhiều lỗ chân lông có kích thước nano và vi mô, tạo thành "kênh truyền nhiệt thấp" ở nhiệt độ trên 2000oC, cản trở sự dẫn nhiệt một cách hiệu quả. Đồng thời, vật liệu carbon truyền nhiệt qua sóng mạng, trong khi sự sắp xếp mạng tinh thể của sợi carbon dựa trên viscose trở nên rối loạn hơn (cấu trúc không bị grafit hóa), kéo dài đường dẫn nhiệt và làm giảm thêm độ dẫn nhiệt. Trong các thiết bị nhiệt độ cao như lò silicon đơn tinh thể, nỉ cách nhiệt hoặc tấm cách nhiệt làm từ sợi carbon gốc viscose có thể làm giảm đáng kể sự thất thoát nhiệt và cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng.

II. Chịu nhiệt độ cao và ổn định nhiệt

Sợi carbon gốc viscose có thể hoạt động ổn định lên đến "trên 2800oC" trong môi trường trơ ​​hoặc chân không, khiến chúng trở thành vật liệu cách nhiệt lý tưởng cho các khu vực có nhiệt độ cao trong hệ thống sưởi ấm cảm ứng. Ở nhiệt độ cực cao trên 2000oC, hầu hết các vật liệu đều trải qua những thay đổi hóa lý đáng kể, trong khi sợi carbon dựa trên viscose vẫn duy trì cấu trúc và tính chất cơ bản của chúng.

Độ ổn định nhiệt cao của sợi carbon gốc viscose bắt nguồn từ đặc tính "khó than chì hóa" của chúng. So với sợi cacbon gốc PAN hoặc sợi cacbon gốc hắc ín, sợi cacbon gốc viscose ít có khả năng hình thành cấu trúc than chì có trật tự cao ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là chúng ít bị chuyển pha cấu trúc mạnh mẽ ở nhiệt độ cao. Các thí nghiệm cho thấy sợi carbon gốc viscose được xử lý ở 2200oC vẫn duy trì cấu trúc không bị graphit hóa với mật độ chỉ 1,39 g/cm³ và hàm lượng carbon trên 98,5%. Cấu trúc carbon ổn định này giúp chúng không bị tan chảy hoặc phân hủy ở nhiệt độ cao, cho phép chúng duy trì đặc tính cách nhiệt trong thời gian dài.

Điều đáng chú ý là sợi carbon gốc viscose dễ bị oxy hóa trong môi trường oxy hóa (tăng tốc đáng kể trên 400oC). Tuy nhiên, trong các hệ thống sưởi ấm cảm ứng, việc sử dụng môi trường bảo vệ (như argon hoặc nitơ) hoặc buồng chân không sẽ tránh được vấn đề oxy hóa này một cách hiệu quả, tận dụng tối đa khả năng chịu nhiệt độ cao của chúng.

III. Khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời

Hệ thống sưởi ấm cảm ứng thường yêu cầu khởi động và tắt máy thường xuyên, dẫn đến nhiệt độ thay đổi mạnh mẽ. Độ giãn dài khi đứt cao (>2%) và mật độ thấp (1,39-1,7 g/cm³) của sợi carbon gốc viscose mang lại cho chúng khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời, cho phép chúng chịu được biến động nhiệt độ nhanh mà không dễ bị nứt.

Khả năng chống sốc nhiệt đề cập đến khả năng chống nứt của vật liệu dưới sự thay đổi nhiệt độ mạnh. Hệ số giãn nở tuyến tính dương của sợi carbon gốc viscose (2,184 × 10⁻⁶/K ở 800oC) đảm bảo mức độ phù hợp cao giữa đặc tính giãn nở của chúng và đặc tính giãn nở của ma trận nhựa trong quá trình gia nhiệt, làm giảm đáng kể nồng độ ứng suất nhiệt. Hơn nữa, cấu trúc linh hoạt và độ giãn dài khi đứt của chúng cho phép hấp thụ năng lượng sốc nhiệt thông qua biến dạng linh hoạt, ngăn ngừa vết nứt do ứng suất nhiệt.

Trong các nghiên cứu về vật liệu tổng hợp 2D-C/C, người ta nhận thấy rằng biến dạng nhiệt tự do của sợi carbon gốc viscose ở 800oC bằng 1/8 so với vật liệu gia cố gốc PAN và ứng suất nhiệt mô phỏng trong quá trình cacbon hóa là 1/60 so với vật liệu gia cố gốc PAN. Mức ứng suất nhiệt cực thấp này mang lại sự ổn định tuyệt vời dưới sự thay đổi nhiệt độ thường xuyên trong hệ thống sưởi cảm ứng, kéo dài đáng kể tuổi thọ của hệ thống cách nhiệt.

Semicorex cung cấp chất lượng caonỉ carboncác sản phẩm. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hoặc cần thêm chi tiết, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.

Số điện thoại liên hệ +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com