碳碳復(fù)合材料與石墨材料相比的優(yōu)點

碳碳復(fù)合材料與石墨熱場相比哪個更好

碳/碳復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高損傷容限和高強(qiáng)度的突出特點。與石墨制品相比，C/C復(fù)合材料具有以下突出優(yōu)點:

1.C/C復(fù)合材料用作單晶硅爐熱場產(chǎn)品時，其導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于石墨熱場產(chǎn)品。用作保溫材料時，保溫效果好，可節(jié)省大量電能和電費(fèi)支出，可有效降低單晶硅生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)成本。隨著全球能源供應(yīng)短缺，單晶硅生產(chǎn)屬于高能耗行業(yè)，降低能耗具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會意義。  

2.單晶硅爐熱場產(chǎn)品采用C/C復(fù)合材料，大大延長了產(chǎn)品的使用壽命，減少了零件更換次數(shù)，從而提高了設(shè)備的利用率，降低了維護(hù)成本。

3.拉制大直徑產(chǎn)品時，難以形成石墨熱場產(chǎn)品。如果要制造超大直徑的石墨熱場部件，制造成本和加工成本非常高。由于C/C復(fù)合材料的優(yōu)異性能，目前國外在拉制大直徑產(chǎn)品時，廣泛采用C/C復(fù)合材料熱場產(chǎn)品。  

4.當(dāng)用作提拉單晶磚的坩堝時，必須將石墨坩堝做成多瓣形，或者在坩堝上開熱膨脹槽，因為使用C/C復(fù)合材料的熱場產(chǎn)品可以做成一個整體，不需要開熱膨脹槽，這樣可以在應(yīng)時的坩堝中獲得更均勻的熱場，提高產(chǎn)量，避免“漏硅”事故造成的損失。據(jù)統(tǒng)計，一次“漏硅”

5.石墨熱場產(chǎn)品在反復(fù)高溫?zé)釠_擊條件下容易開裂。微裂紋的存在改變了其熱導(dǎo)率，改變了石墨加熱器的功率和加熱過程中硅熔體的溫度場，會影響拉晶效率和拉晶質(zhì)量。使用C/C復(fù)合熱場產(chǎn)品可以克服這一缺點。

6.用C/C復(fù)合材料作為單晶硅爐的熱場產(chǎn)品時，現(xiàn)有設(shè)備是固定的，由于C/C復(fù)合材料的優(yōu)異性能，可以做得比石墨制品更薄，這樣就可以利用現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)尺寸更長、直徑更大的產(chǎn)品，可以節(jié)省大量的新設(shè)備投資費(fèi)用。  

   總的來說，單晶硅拉制爐熱場材料的研究和應(yīng)用經(jīng)歷了石墨材料和C/C復(fù)合材料的發(fā)展。由于石墨材料的局限性，特別是其抗熱震性，石墨材料不能滿足大熱場零件的加工條件。碳/碳復(fù)合材料作為高溫工業(yè)設(shè)備的熱場材料，無疑是替代石墨的最佳新材料。從降低組件替代率、提高設(shè)備產(chǎn)能和穩(wěn)定性、提高生產(chǎn)的單晶硅質(zhì)量和品質(zhì)、降低能耗等方面來看，C/C復(fù)合材料在性能和價格上完全有可能替代現(xiàn)有材料，前景將難以估計。