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碳纤维是目前已大量生产的高性能纤维中具有比强度和比模量的纤维,作为一种高性能纤维材料,作为一种优异的增强材料,碳纤维与树脂等基体材料的融合,能够提高材料的强度、刚度、减振性、导热性等其它优异性能,碳纤维复合硬毡材料是复合材料家族中应用最广泛的一种,逐渐成为现代高新技术领域最优应用前景的一种复合硬毡材料。我们知道碳纤维复合硬毡材料具有优异的力学性能,这表现在碳纤维的强度方面。根据受力种类,碳纤维的强度可分为四种,抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪切强度,碳纤维复合硬毡材料的抗压强度和抗弯强度在1100MPa以上,抗拉强度达到3000MPa以上,碳纤维复合硬毡材料的层间剪切力也达到了100MPa,而一般碳纤维制品都是采用多层碳纤维预浸料铺陈。
石墨毡因选用原毡的不同分为沥青基石墨毡、聚丙烯腈基(PAN基)石墨毡和黏胶基石墨毡三种,主要用途是作为单晶硅冶炼炉的保温、隔热材料。在化学工业中可作为高纯度腐蚀性化学试剂的过滤材料。工艺将聚丙烯腈基炭毡或黏胶基炭毡裁成所需尺寸,卷成筒状装入石墨材料做的容器内,将石墨容器置于高温炉内(高温炉为石墨管炉、中频、高频感应炉或其他加热形式的高温炉),用抽真空或通高纯惰性气体保护,以100~300℃/h的升温速率加热到2200~2500℃,再自然冷却至100℃即得。
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。
碳纤维硬毡保温材料具有优异的保温性能且使用寿命长,尤其在高温下,在真空或者惰性气体中使用时,耐热温度可达2400℃。此外,产品具有自重轻,低热膨胀系数,低吸热性,低放气量等特性,在高端设备领域正在被越来越广泛的使用。应用领域:工业真空炉、高纯硅氢化炉、蓝宝石、光纤的结晶炉、单晶硅生长炉、多晶硅铸锭炉。
真空炉保温是由炉体、真空机组、液压系统、控制系统、冷却系统等几部分组成的,对于气冷真空炉要具备氮气储气罐,为防止停水或水压不足等要备有高空水槽,防止因停水而烧坏或烧蚀密封件、电极等。真空炉的炉体和炉门由高强度钢板焊按而成,为双层水套结构形式,炉门由齿轮、齿条传动开启和关闭,灵活方便。加热室是圆形结构,石墨管状加热器和冷却气体喷嘴沿加热室的周围成360度均匀分布,高级碳毡及柔性石墨纸作为保温材料,结构轻巧固定。真空炉根据加热的形式可分为外热式和内热式两种。内热式是真空炉生产厂家的首选炉型,按结构的不同可分为单室、双室、三室以及连续式等真空炉,有气冷、油冷和气油两用炉。
保温材料可收集多余热量,适时平稳释放,梯度变化小,有效降低损耗量,室温可趋、冬季保温均可起到平衡作用。工业炉保温材料在新楼装饰和旧楼改造中,克服墙面裂缝、结露、发霉、起皮等先天不足弊病;而且安全可靠与基底整体粘结,随意性好,无空腔,避免负风压撕裂和脱落。有效克服板材拼接后边肋、阳角外翘变形面砖脱落等问题。材料中有机物与主墙基底存在的游离酸反应形成化合物,渗入主墙微孔隙中,形成共同体,确保干态粘结性,并改善湿态粘结保值率,具有极好粘结性。安徽工业炉保温材料选用漂珠、水镁石纤维(管状纤维)等原材料,其结构中形成封闭的憎水性微孔隙空腔结构,作为相变材料载体,可确保相变材料长期实用性。