Op viscose gebaseerd vilt in inductieverwarmingsoven

De geschiktheid vanviscosegebaseerde koolstofvezel voor isolatiesystemenin inductieverwarmingsomgevingen met hoge temperaturen is voornamelijk te danken aan de belangrijkste eigenschappen ervan, waaronder een lage thermische geleidbaarheid, hoge thermische stabiliteit, uitstekende thermische schokbestendigheid, hoge zuiverheid en laag onzuiverheidsgehalte, en lichtgewicht verwerkbaarheid. Deze eigenschappen zorgen er samen voor dat het een zeer efficiënt, schoon en betrouwbaar isolatiemateriaal is voor omgevingen met extreem hoge temperaturen, dat een onvervangbare strategische waarde bezit, vooral in hoogwaardige sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart en de productie van halfgeleiders.

I. Lage thermische geleidbaarheid

De thermische geleidbaarheid van viscose-gebaseerdkoolstofvezelbij kamertemperatuur is ongeveer 1,26 W/m·K, veel lager dan die van metallische materialen (zoals roestvrij staal, ongeveer 15 W/(m·K)) en veel keramische materialen. Dit kenmerk komt voort uit de "ongeordende grafietstructuur" en de "ontwikkelde poreuze structuur". Bij inductieverwarmingssystemen met hoge temperaturen betekent een lage thermische geleidbaarheid dat warmte minder gemakkelijk verloren gaat van het verwarmingsgebied naar de externe omgeving, waardoor een efficiënte isolatie wordt bereikt.

De thermische geleidbaarheid van koolstofvezel op viscosebasis blijft zelfs bij hoge temperaturen laag. De microstructuur bevat talrijke poriën op nano- en microschaal, die bij temperaturen boven 2000 ℃ "kanalen met lage warmteoverdracht" vormen, waardoor de warmtegeleiding effectief wordt belemmerd. Tegelijkertijd dragen koolstofmaterialen warmte over via roostergolven, terwijl de roosteropstelling van op viscose gebaseerde koolstofvezels meer ongeordend is (niet-gegrafitiseerde structuur), waardoor het warmtegeleidingspad wordt verlengd en de thermische geleidbaarheid verder wordt verminderd. In apparatuur voor hoge temperaturen, zoals monokristallijne siliciumovens, kunnen isolatievilten of warmte-isolatieplaten gemaakt van op viscose gebaseerde koolstofvezels het warmteverlies aanzienlijk verminderen en de energie-efficiëntie verbeteren.

II. Bestand tegen hoge temperaturen en thermische stabiliteit

Op viscose gebaseerde koolstofvezels kunnen stabiel werken tot "boven 2800℃" in inerte of vacuümomgevingen, waardoor ze een ideaal isolatiemateriaal zijn voor gebieden met hoge temperaturen in inductieverwarmingssystemen. Bij extreme temperaturen boven 2000℃ ondergaan de meeste materialen aanzienlijke fysisch-chemische veranderingen, terwijl op viscose gebaseerde koolstofvezels hun basisstructuur en eigenschappen behouden.

De hoge thermische stabiliteit van koolstofvezels op viscosebasis komt voort uit hun "moeilijk te grafitiseren" eigenschappen. Vergeleken met op PAN of pek gebaseerde koolstofvezels is het minder waarschijnlijk dat op viscose gebaseerde koolstofvezels bij hoge temperaturen een sterk geordende grafietstructuur vormen. Dit betekent echter ook dat ze minder gevoelig zijn voor drastische structurele faseovergangen bij hoge temperaturen. Experimenten tonen aan dat op viscose gebaseerde koolstofvezels behandeld bij 2200℃ nog steeds een niet-gegrafitiseerde structuur behouden met een dichtheid van slechts 1,39 g/cm³ en een koolstofgehalte van meer dan 98,5%. Deze stabiele koolstofstructuur voorkomt dat ze smelten of ontbinden bij hoge temperaturen, waardoor ze hun thermische isolatie-eigenschappen gedurende een lange periode behouden.

Het is vermeldenswaard dat op viscose gebaseerde koolstofvezels gevoelig zijn voor oxidatie in oxiderende omgevingen (aanzienlijk versneld boven 400 ℃). Bij inductieverwarmingssystemen wordt dit oxidatieprobleem echter effectief vermeden door het gebruik van een beschermende atmosfeer (zoals argon of stikstof) of een vacuümkamer, waarbij de hoge temperatuurbestendigheid volledig wordt benut.

III. Uitstekende weerstand tegen thermische schokken

Inductieverwarmingssystemen vereisen doorgaans frequent opstarten en uitschakelen, wat leidt tot drastische temperatuurveranderingen. De hoge rek bij breuk (>2%) en de lage dichtheid (1,39-1,7 g/cm³) van op viscose gebaseerde koolstofvezels zorgen ervoor dat ze uitstekend bestand zijn tegen thermische schokken, waardoor ze snelle temperatuurschommelingen kunnen weerstaan ​​zonder gemakkelijk te barsten.

Thermische schokbestendigheid verwijst naar het vermogen van een materiaal om weerstand te bieden aan scheuren onder drastische temperatuurveranderingen. De positieve lineaire uitzettingscoëfficiënt van op viscose gebaseerde koolstofvezels (2,184 × 10⁻⁶/K bij 800℃) zorgt voor een hoge mate van afstemming tussen hun uitzettingsgedrag en dat van de harsmatrix tijdens verwarming, waardoor de thermische spanningsconcentratie aanzienlijk wordt verminderd. Bovendien zorgen hun flexibele structuur en hoge rek bij breuk voor de absorptie van thermische schokenergie door flexibele vervorming, waardoor scheuren veroorzaakt door thermische spanning worden voorkomen.

Uit onderzoek naar 2D-C/C-composieten is gebleken dat de vrije thermische spanning van op viscose gebaseerde koolstofvezels bij 800 ℃ 1/8 is van die van op PAN gebaseerde versterkte materialen, en dat de gesimuleerde thermische spanning tijdens carbonisatie 1/60 is van die van op PAN gebaseerde versterkte materialen. Dit extreem lage niveau van thermische spanning zorgt voor een uitstekende stabiliteit bij frequente temperatuurschommelingen in inductieverwarmingssystemen, waardoor de levensduur van het isolatiesysteem aanzienlijk wordt verlengd.

Semicorex biedt hoogwaardige kwaliteitkoolstof viltproducten. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Neem contact op met telefoonnummer +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com