יישום של חומרים מרוכבים של סיבי פחמן-פחמן בתעשיות מוליכים למחצה ופוטו-וולטאיים

מבחינת סוגי חומרי הפחמן-גרפיט המשמשים ביישום מוצרי גרפיט בתעשיות המוליכים למחצה והפוטו-וולטאים, מומחים רלוונטיים בתעשייה מאמינים שניתן לחלק את סוגי מוצרי הגרפיט המשמשים לשלוש קטגוריות, או לשלושה שלבי פיתוח. הסוג הראשון הוא תוצר הגרפיט של תהליך הדפוס (או שחול, או רטט). מוצרי גרפיט כאלה תופסים כעת חלק קטן מקבוצת מוצרי חומרי הפחמן-גרפיט המשמשים בתעשיות המוליכים למחצה והפוטו-וולטאיים. הסוג השני הוא מוצרי גרפיט איזוטריים בטוהר גבוה על ידי לחיצה איזוסטטית. זה הנפוץ ביותר בתעשיות המוליכים למחצה והפוטו-וולטאים הנוכחיים. הוא מהווה יותר מ-80 אחוז ממוצרי הגרפיט המשמשים בכל תעשיות המוליכים למחצה והפוטו-וולטאים בעולם. הסוג השלישי הוא חומרי סיבי פחמן-פחמן מרוכבים. זהו סוג חדש של חומרים ומוצרים שיכולים להחליף חומרי גרפיט ביישומי מוליכים למחצה ופוטו-וולטאיים.

השימוש בחומרים מרוכבים של סיבי פחמן-פחמן יכול להיחשב כשלב השלישי של היישום כתנורי חימום וחומרי בידוד תרמי בתעשיות המוליכים למחצה והפוטו-וולטאיים, וזהו גם שלב גבוה יותר של התפתחות טכנולוגית. עם זאת, אין זה אומר שמוצרי הגרפיט האיזוטרופיים בטוהר גבוה המשמשים כיום יבוטלו בעתיד וכולם יוחלפו בחומרים מרוכבים של סיבי פחמן-פחמן. מומחי תעשייה רלוונטיים מאמינים שאף אחד לא יכול להחליף את שני סוגי החומרים והמוצרים המשמשים בתעשיות המוליכים למחצה והפוטו-וולטאים בעתיד. צופים כי בעוד שנה עד עשרים שנה הוא יתפתח לדפוס שוק של "כובש באותה מידה חצי מהארץ".

חומרי פחמן-פחמן מרוכבים הם חומרי מטריצת פחמן מחוזקים בסיבי פחמן. יש לו מאפיינים יוצאי דופן כמו משקל קל, עמידות טובה לאבלציה, עמידות טובה בפני זעזועים תרמיים, סובלנות גבוהה לנזק, חוזק טמפרטורות גבוה ויכולת עיצוב חזקה. לכן, יש לו מגוון רחב של יישומים בתעופה וחלל, תעופה, אנרגיה אטומית ותחומים רבים אחרים. יישום. יתרה מכך, ניתן להכין חומרים מרוכבים עם תכונות וצורות העומדות בדרישות של שימושים ספציפיים על ידי בחירת סוג, מבנה, מספר סיבים, מבשרי מטריצה ​​ותנאי תהליך. החוזק של חומרים מרוכבים פחמן-פחמן גדול בהרבה מזה של גרפיט, ויציבותו הממדית, עמידות הפגיעה ועמידות בפני זעזועים תרמיים טובים, והתכונות המכניות המקיפות שלו טובות יותר מהגרפיט. ניתן לטהר את החומר כך שניתן לשלוט בתכולת זיהומי המתכת מתחת ל-5ppm.

בשימוש כמוצרי שדה תרמי מרוכבים של פחמן-פחמן לתעשיות מוליכים למחצה ופוטו-וולטאיים, בהשוואה למוצרי גרפיט מסורתיים, יש לו את היתרונות הבולטים הבאים:

(1) זה יכול להאריך מאוד את חיי השירות של המוצר ולהפחית את מספר חלקי החילוף, ובכך לשפר את שיעור הניצול של הציוד ולהפחית את עלות התחזוקה;

(2) בהשוואה למוצרי גרפיט מסורתיים, ניתן להפוך אותו לדק יותר, כך שניתן להשתמש בציוד קיים לייצור מוצרים בעלי ממדים ארוכים יותר וקטרים ​​גדולים יותר, מה שיכול לחסוך השקעה רבה בציוד חדש ולהפוך את שדה הטמפרטורה שלו לאחיד יותר;

(3) בשל עמידותו הטובה בפני זעזועים תרמיים, סדקים אינם נוצרים בקלות בתנאי הלם תרמי חוזרים ונשנים בטמפרטורה גבוהה, ובכך נמנעים משינויים בשדה הטמפרטורה;

(4) בעת ציור מוצרים בקוטר גדול, קשה ליצור מוצרי שדה תרמי גרפיט מסורתיים, ובשל הביצועים המצוינים של חומרים מרוכבים פחמן-פחמן, פחמן-פחמן נפוץ יותר בעת ציור מוצרים בקוטר גדול בחו"ל. מוצרי שדה תרמי מרוכבים;

(5) החומר המרוכב מפחמן-פחמן משמש כבידוד תרמי (מגן חום) בתנור הקריסטל החד-גבישי של צ'וקרלסקי. בשל אפקט הבידוד התרמי הטוב שלו, הוא יכול לחסוך כמות מסוימת של צריכת אנרגיה בהשוואה לשימוש בחומרי גרפיט. כמה תוצאות מחקר מצביעות על כך שהוא יכול לחסוך 20 אחוז מהחשמל.