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沥青基碳纤维是一种以石油沥青或煤沥青为原料,经沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于95%的特种纤维。保温炉保温材料因其具有高强度、模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好等性能特点。定做保温炉保温材料还具有较高的热传导性能,反向热膨胀系数和超高的模量,沥青基碳纤维适用于空间技术和人造卫星领域;沥青基碳纤维独特的热传导性能,使其在高产出的电气设备中显示出良好的散热效果;对有效载荷有严格限制的运载火箭来说,沥青基碳纤维增强材料在减轻重量上可起决定作用;沥青基碳纤维的低密度、高热导性能以及特殊的摩擦性能,对于其在军事领域的应用十分有价值;而沥青基碳纤维及其增强材料的稳定性。
增强复合硬毡、石墨硬毡(通用叫法也有叫碳纤维复合硬毡、固化毡等)是一种采用特殊工艺将石墨纸、聚丙烯腈基碳毡、聚丙烯腈基碳布全为一体,经固化成型后,一次、二次高温处理制得,它的抗烧蚀性能、抗热震性能、耐气流冲刷和隔热保温性能都很优越。具有传统保温材料所不具有的刚性、自支撑性、高强度、无短纤脱落、热导系数低等优点,主要用于真空、及各类冶金工业炉(单晶生长炉、多晶铸造炉、多晶还原炉、多晶铸锭炉、高压气淬炉、热等静压炉、热平衡炉、低压烧结炉、加压真空烧结炉等, 广泛应用于国防、冶金、化工等行业。尤其是随着多晶硅、单晶硅产业的高速发展,作为高温炉热场隔热理想材料,优质硬质碳纤维毡的需求更是达到了前所未有的高度 。
真空炉保温的加热元件有金属和非金属之分,分别叙述如下。金属加热元件 通常分为两种:一种为贵重金属,如钼、铂、钨、钽等;另一类为一般金属,如镍铬耐热合金、铁铬铝合金、钼钨合金等。非金属加热元件 有石墨和化合物两种。化合物有碳化硅、硅化钼、二氧化钼等。其中碳化硅在高温下易黏结分解,而二氧化钼在1300℃时会软化。只有石墨具有加工性能好、耐高温、耐急冷急热性好、塑性好、辐射面积大、抗热冲击性能好等特点,适于制作加热元件。
随着碳纤维复合材料应用领域的不断扩大,其废弃物的回收问题也引发了一定的关注。在污染和资源浪费日益严重的情况下,应该从复合材料应用的最初阶段就开始重视材料的选择以及回收利用成本,这有利于从整体上降低回收成本并减少环境中的废弃物。国内率先推广连续碳纤维增强热塑性复合材料应用建议:碳纤维增强复合材料零部件的应用方应从复合材料的树脂基体考虑,在使用性能得到保证的前提下,尽量采用热塑性树脂作为复合材料基体,这将利于碳纤维的回收和循环利用。
碳纤维具有高比强度、耐高温、热膨胀系数小等一系列优良特性,随着科技的进步,真空炉保温在新兴产业中的应用越来越多,由于其对保温材料的要求苛刻,碳纤维硬毡隔热材料由于其优越热工特性而成为高温隔热保温的首选材料。碳纤维硬质保温材料克服了软毡硬化材料所存在的易分层开裂,使用寿命短等缺点,在高温炉用隔热保温材料领域越来越受关注。成功掌握了碳纤维硬毡隔热材料的生产工艺,产品在真空炉上取得了较好的应用效果。