該怎么延長碳碳螺栓的使用壽命?
碳碳螺栓碳/碳復合材料是以碳纖維為增強體的碳基復合材料,是少數能在2000℃以上保持較高力學性能的材料之一。具有低比重、高比強度、高比模量、低熱膨脹系數、抗熱震性和耐燒蝕性等優異性能,是新材料領域重點研發的一類戰略性高技術材料。與石墨制品相比,碳-碳復合材料具有以下突出優點。
1.當碳/碳復合材料作為單晶硅爐的熱場產品時,現有設備的工作容積是固定的,但由于其優異的性能,碳/碳復合材料可以做得比石墨產品更薄,從而可以利用現有設備生產尺寸更長、直徑更大的產品,可以節省大量的新設備投資成本。
2.在拉制大直徑產品時,很難形成石墨熱場產品。如果要制造超大直徑的石墨熱場零件,制造成本和加工成本都很高。由于碳/碳復合材料的優異性能,碳/碳復合材料熱場產品目前被廣泛用于拉制大直徑產品。
3.石墨熱場產品在反復高溫條件下容易產生微裂紋。微裂紋的存在改變了它們的熱導率。加熱時,石墨加熱器的功率和硅熔體的溫度場發生變化,會影響拉晶效率和拉制質量。使用碳/碳復合熱場產品可以克服這一缺點。
4.碳碳螺栓碳/碳復合材料用作單(多)晶爐熱場產品時,其熱導率遠低于石墨熱場產品。用作保溫材料時,保溫效果好,可節約大量電能,節省大量電費支出,有效降低單晶硅生產成本。在全球能源供應緊張的情況下,降低單晶硅生產能耗具有重要的經濟和社會意義。
5.碳/碳復合材料作為單(多)晶爐的熱場產品,大大延長了產品的使用壽命。經測試,碳/碳熱場產品可使用90爐以上,而石墨熱場只有10-30爐。使用碳/碳熱場減少了零件更換次數,從而提高了設備利用率,降低了維護成本。
6.當用作提拉單晶硅的坩堝時,由于應時坩堝的膨脹應力大,需要將石墨坩堝做成三瓣或在坩堝上開熱膨脹槽;而使用碳/碳復合材料的加熱爐中的產品可以在不打開熱膨脹罐的情況下制成一個整體,在應時坩堝中可以獲得更均勻的熱場,提高了成品率,避免了漏硅事故造成的損失。據統計,一次漏硅事故造成的設備和材料損失超過10萬元。