لباد قائم على الفسكوز في فرن التسخين التعريفي

مدى ملاءمةألياف الكربون القائمة على الفسكوز لأنظمة العزلفي بيئات التسخين التعريفي ذات درجة الحرارة العالية يرجع ذلك في المقام الأول إلى خصائصه الرئيسية، بما في ذلك الموصلية الحرارية المنخفضة، والاستقرار الحراري العالي، ومقاومة الصدمات الحرارية الممتازة، والنقاء العالي ومحتوى الشوائب المنخفض، وقابلية المعالجة خفيفة الوزن. تعمل هذه الخصائص معًا لجعلها مادة عازلة عالية الكفاءة ونظيفة وموثوقة للبيئات شديدة الحرارة، وتمتلك قيمة استراتيجية لا يمكن استبدالها، خاصة في المجالات المتطورة مثل صناعة الطيران وأشباه الموصلات.

I. الموصلية الحرارية المنخفضة

الموصلية الحرارية القائمة على الفسكوزألياف الكربونفي درجة حرارة الغرفة حوالي 1.26 وات/م·ك، وهو أقل بكثير من المواد المعدنية (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، حوالي 15 وات/(م·ك)) والعديد من المواد الخزفية. تنبع هذه الخاصية من "بنية الجرافيت المضطربة" و"البنية المسامية المتطورة". في أنظمة التسخين الحثية ذات درجة الحرارة العالية، تعني الموصلية الحرارية المنخفضة أن فقدان الحرارة من منطقة التسخين إلى البيئة الخارجية يكون أقل سهولة، وبالتالي تحقيق عزل فعال.

تظل الموصلية الحرارية لألياف الكربون القائمة على الفسكوز منخفضة حتى في درجات الحرارة المرتفعة. تحتوي بنيتها المجهرية على العديد من المسام النانوية والمجهرية، والتي تشكل "قنوات نقل حرارة منخفضة" عند درجات حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية، مما يعيق توصيل الحرارة بشكل فعال. في الوقت نفسه، تنقل المواد الكربونية الحرارة من خلال موجات شبكية، في حين أن الترتيب الشبكي لألياف الكربون القائمة على الفسكوز يكون أكثر اضطرابًا (بنية غير غرافيتية)، مما يؤدي إلى إطالة مسار التوصيل الحراري وتقليل التوصيل الحراري بشكل أكبر. في المعدات ذات درجة الحرارة العالية، مثل أفران السيليكون أحادية البلورة، يمكن لللباد العازل أو ألواح العزل الحراري المصنوعة من ألياف الكربون القائمة على الفسكوز أن تقلل بشكل كبير من فقدان الحرارة وتحسن كفاءة الطاقة.

ثانيا. مقاومة درجات الحرارة العالية والاستقرار الحراري

يمكن لألياف الكربون القائمة على الفسكوز أن تعمل بثبات حتى "أعلى من 2800 درجة مئوية" في البيئات الخاملة أو المفرغة، مما يجعلها مادة عزل مثالية للمناطق ذات درجات الحرارة العالية في أنظمة التسخين التعريفي. عند درجات الحرارة القصوى التي تزيد عن 2000 درجة مئوية، تخضع معظم المواد لتغيرات فيزيائية وكيميائية كبيرة، بينما تحافظ ألياف الكربون القائمة على الفسكوز على بنيتها وخصائصها الأساسية.

ينبع الثبات الحراري العالي لألياف الكربون القائمة على الفسكوز من خصائصها "التي يصعب تحويلها إلى الجرافيت". بالمقارنة مع ألياف الكربون القائمة على PAN أو ألياف الكربون، فإن ألياف الكربون القائمة على الفسكوز أقل عرضة لتشكيل بنية جرافيت عالية الترتيب في درجات حرارة عالية. ومع ذلك، فإن هذا يعني أيضًا أنهم أقل عرضة للتحولات الجذرية في المرحلة الهيكلية عند درجات الحرارة المرتفعة. تظهر التجارب أن ألياف الكربون القائمة على الفسكوز والمعالجة عند درجة حرارة 2200 درجة مئوية لا تزال تحتفظ ببنية غير جرافيتية بكثافة تبلغ 1.39 جم/سم مكعب فقط ومحتوى كربون يزيد عن 98.5%. يمنعها هذا الهيكل الكربوني المستقر من الذوبان أو التحلل عند درجات حرارة عالية، مما يسمح لها بالحفاظ على خصائص العزل الحراري الخاصة بها على مدى فترة طويلة.

تجدر الإشارة إلى أن ألياف الكربون القائمة على الفسكوز معرضة للأكسدة في البيئات المؤكسدة (تتسارع بشكل كبير فوق 400 درجة مئوية). ومع ذلك، في أنظمة التسخين التعريفي، فإن استخدام جو وقائي (مثل الأرجون أو النيتروجين) أو غرفة مفرغة يتجنب بشكل فعال مشكلة الأكسدة هذه، مع الاستفادة الكاملة من مقاومتها لدرجات الحرارة العالية.

ثالثا. مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية

تتطلب أنظمة التسخين التعريفي عادةً عمليات تشغيل وإيقاف متكررة، مما يؤدي إلى تغيرات جذرية في درجات الحرارة. إن الاستطالة العالية عند الكسر (> 2%) والكثافة المنخفضة (1.39-1.7 جم/سم مكعب) لألياف الكربون القائمة على الفسكوز تمنحها مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية، مما يمكنها من تحمل التقلبات السريعة في درجات الحرارة دون أن تتشقق بسهولة.

تشير مقاومة الصدمات الحرارية إلى قدرة المادة على مقاومة التشقق في ظل التغيرات الجذرية في درجات الحرارة. يضمن معامل التمدد الخطي الإيجابي لألياف الكربون القائمة على الفسكوز (2.184 × 10⁻⁶/K عند 800 درجة مئوية) درجة عالية من المطابقة بين سلوك التمدد وسلوك مصفوفة الراتنج أثناء التسخين، مما يقلل بشكل كبير من تركيز الإجهاد الحراري. علاوة على ذلك، فإن هيكلها المرن واستطالتها العالية عند الكسر يسمحان بامتصاص طاقة الصدمة الحرارية من خلال التشوه المرن، مما يمنع التشقق الناتج عن الإجهاد الحراري.

في الدراسات التي أجريت على مركبات 2D-C/C، وجد أن الإجهاد الحراري الحر لألياف الكربون القائمة على الفسكوز عند 800 درجة مئوية هو 1/8 من المواد المعززة القائمة على PAN، والإجهاد الحراري المحاكى أثناء الكربنة هو 1/60 من المواد المعززة القائمة على PAN. هذا المستوى المنخفض للغاية من الإجهاد الحراري يمنحه استقرارًا ممتازًا في ظل التغيرات المتكررة في درجات الحرارة في أنظمة التسخين التعريفي، مما يزيد بشكل كبير من عمر خدمة نظام العزل.

تقدم Semicorex جودة عاليةشعر الكربونمنتجات. إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

هاتف الاتصال رقم +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com