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碳纤维既有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是先进复合材料最重要的增强材料,已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用,从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。石墨毡碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表,为世人所瞩目。碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面,发挥着非常重要的作用,对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义,对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。专业石墨毡我国至今没能实现大规模工业化生产,工业及民用领域的需求长期依赖进口,严重影响了我国高技术的发展,尤其制约了航空航天及国防军工事业的发展,与我国的经济社会发展进程极不相称。
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。
真空炉保温是利用热媒水的相变进行热交换的,燃料燃烧释放出的热量被热媒水吸收,当温度上升至某真空状态下的饱和温度时,蒸发成饱和和蒸汽,完成第一次相变过程。凝结水流进蒸发室继续吸热,完成相变循环。真空热水锅炉的下部结构由燃烧室和传热管束组成;上部为真空室,其中插入了U型管热交换器;真空室外接抽气单元,使真空室保持稳定的真空度,并将真空室内不凝结气体抽出,提高U型热交换器的换热效率。
碳纤维硬毡经磨碎及短切后,可用于制做各种碳纤维深加工制品,或者直接活化后制成ACF过滤制品。可以用于各种树脂、涂料、橡胶、水泥等材料中,碳纤维硬毡具有良好的导电效果,同时使产品的强度、耐磨性能得到大大提高,是其它导电材料的理想替代产品。也可用于制作保温、阻燃、耐磨、密封和抗静电复合材料及针刺无纺毡。
真空炉保温材料一般是指热系数小于或等于0.12的材料。保温材料发展很快,在工业和建筑中采用良好的保温技术与材料,往往可以起到事半功倍的效果。建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品,一年可节约一吨石油。传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率,降低导热系数和传导系数为主。纤维类保温材料在使用环境中要使对流传热和辐射传热升高,必须要有较厚的覆层;而型材类无机保温材料要进行拼装施工,存在接缝多、有损美观、防水性差、使用寿命短等缺陷。为此,人们一直在寻求与研究一种能大大提高保温材料隔热反射性能的新型材料。
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 。