Plsť na bázi viskózy v indukční peci

VhodnostKarbonové vlákno na bázi viskózy pro izolační systémyv prostředích vysokoteplotního indukčního ohřevu je způsobena především svými klíčovými vlastnostmi, včetně nízké tepelné vodivosti, vysoké tepelné stability, vynikající odolnosti proti tepelným šokům, vysoké čistoty a nízkého obsahu nečistot a lehké zpracovatelnosti. Tyto vlastnosti z něj činí vysoce účinný, čistý a spolehlivý izolační materiál pro extrémně vysoká teplota prostředí, který má nenahraditelnou strategickou hodnotu, zejména ve špičkových oborech, jako je letecký průmysl a výroba polovodičů.

I. Nízká tepelná vodivost

Tepelná vodivost na bázi viskózyuhlíkové vláknopři pokojové teplotě je přibližně 1,26 W/m·K, mnohem nižší než u kovových materiálů (jako je nerezová ocel, přibližně 15 W/(m·K)) a mnoha keramických materiálů. Tato vlastnost pramení z jeho „neuspořádané grafitové struktury“ a „rozvinuté porézní struktury“. Ve vysokoteplotních indukčních ohřívacích systémech nízká tepelná vodivost znamená, že se teplo hůře ztrácí z ohřívací plochy do vnějšího prostředí, čímž je dosaženo účinné izolace.

Tepelná vodivost uhlíkových vláken na bázi viskózy zůstává nízká i při vysokých teplotách. Jeho mikrostruktura obsahuje četné póry v nanoměřítku a mikroměřítku, které tvoří „kanály s nízkým přenosem tepla“ při teplotách nad 2000 °C a účinně brání vedení tepla. Uhlíkové materiály zároveň přenášejí teplo mřížkovými vlnami, zatímco mřížkové uspořádání uhlíkových vláken na bázi viskózy je více neuspořádané (negrafitizovaná struktura), prodlužuje dráhu vedení tepla a dále snižuje tepelnou vodivost. Ve vysokoteplotních zařízeních, jako jsou monokrystalické křemíkové pece, mohou izolační plsti nebo tepelně izolační desky vyrobené z uhlíkových vláken na bázi viskózy výrazně snížit tepelné ztráty a zlepšit energetickou účinnost.

II. Vysoká teplotní odolnost a tepelná stabilita

Uhlíková vlákna na bázi viskózy mohou stabilně fungovat až do „nad 2800℃“ v inertním nebo vakuovém prostředí, což z nich dělá ideální izolační materiál pro vysokoteplotní oblasti v systémech indukčního ohřevu. Při extrémních teplotách nad 2000℃ většina materiálů prochází významnými fyzikálně-chemickými změnami, zatímco uhlíková vlákna na bázi viskózy si zachovávají svou základní strukturu a vlastnosti.

Vysoká tepelná stabilita uhlíkových vláken na bázi viskózy pramení z jejich „obtížně grafitovatelných“ vlastností. Ve srovnání s uhlíkovými vlákny na bázi PAN nebo smoly je u uhlíkových vláken na bázi viskózy méně pravděpodobné, že vytvoří vysoce uspořádanou grafitovou strukturu při vysokých teplotách. To však také znamená, že jsou méně náchylné k drastickým strukturálním fázovým přechodům při vysokých teplotách. Experimenty ukazují, že uhlíková vlákna na bázi viskózy ošetřená při 2200 °C si stále udržují negrafitizovanou strukturu s hustotou pouze 1,39 g/cm³ a ​​obsahem uhlíku přes 98,5 %. Tato stabilní uhlíková struktura zabraňuje jejich tání nebo rozkladu při vysokých teplotách, což jim umožňuje udržet si své tepelně izolační vlastnosti po dlouhou dobu.

Stojí za zmínku, že uhlíková vlákna na bázi viskózy jsou náchylná k oxidaci v oxidačních prostředích (výrazně zrychlená nad 400 ℃). V indukčních ohřívacích systémech však použití ochranné atmosféry (jako je argon nebo dusík) nebo vakuové komory účinně předchází tomuto problému oxidace a plně využívá jejich odolnost vůči vysokým teplotám.

III. Vynikající odolnost proti tepelným šokům

Indukční topné systémy obvykle vyžadují časté spouštění a vypínání, což vede k drastickým změnám teploty. Vysoká tažnost při přetržení (>2 %) a nízká hustota (1,39-1,7 g/cm³) uhlíkových vláken na bázi viskózy jim dodává vynikající odolnost proti tepelným šokům, což jim umožňuje odolávat rychlým teplotním výkyvům bez snadného praskání.

Odolnost proti tepelnému šoku označuje schopnost materiálu odolávat praskání při drastických změnách teploty. Pozitivní koeficient lineární roztažnosti uhlíkových vláken na bázi viskózy (2,184 × 10⁻⁶/K při 800 °C) zajišťuje vysoký stupeň shody mezi jejich roztažným chováním a chováním pryskyřičné matrice během zahřívání, což výrazně snižuje koncentraci tepelného napětí. Navíc jejich flexibilní struktura a vysoké prodloužení při přetržení umožňují absorpci energie tepelného šoku prostřednictvím pružné deformace, čímž se zabrání praskání způsobenému tepelným namáháním.

Při studiích kompozitů 2D-C/C bylo zjištěno, že volné tepelné namáhání uhlíkových vláken na bázi viskózy při 800 °C je 1/8 oproti vyztuženým materiálům na bázi PAN a simulované tepelné namáhání během karbonizace je 1/60 oproti vyztuženým materiálům na bázi PAN. Tato extrémně nízká úroveň tepelného namáhání mu dává vynikající stabilitu při častých změnách teplot v indukčních topných systémech, což výrazně prodlužuje životnost izolačního systému.

Semicorex nabízí vysokou kvalituuhlíková plsťprodukty. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com