国内碳纤维热场材料预制件行业相关情况介绍

来源：中为咨询网www.zwzyzx.com 【日期：2014-12-17 16:35:49】【打印】【关闭】

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碳纤维热场材料预制件是生产C/C复合热场材料的增强材料，通过下游CVD工艺制成的C/C 复合材料具有质量轻、耐烧蚀性好、抗热冲击性好、损伤容限高等突出特点，同时具有导热/隔热、保温等特点，可广泛应用于制备高温碳化炉、金属热处理炉、金属或陶瓷的烧结炉、半导体单晶硅炉、太阳能光伏硅晶炉等热处理设备的热场材料。

近几年来，我国制定了相应的能源战略，积极引导新能源和可再生能源的开发利用，鼓励相关产业的发展。特别是在太阳能光伏产业，取得了显著的成绩，2008 年我国已经成为全球最大的太阳能电池生产国。

晶硅太阳能电池是光伏产业的主体，制造晶硅太阳能电池的主要流程如下图所示，金属硅经提纯、氯化后在多晶硅还原炉、氢化炉进行还原生成多晶硅，通过多晶硅铸锭炉铸锭生成硅锭，或者通过单晶硅炉直拉晶棒，再经切片后形成太阳能电池用的硅片。

热场材料是多晶硅氢化炉、多晶硅铸锭炉和单晶硅炉的重要消耗材料，热场材料温度梯度的分布、温度的传导、隔热将直接影响晶体质量，进而影响到下游硅晶电池的品质、转化率。目前国内工业用热场材料仍以石墨为主，随着工业炉尺寸逐渐向大型、特大型方向的发展，石墨材料由于其性能的局限性，难以满足使用要求。C/C 复合热场材料的出现不仅保留传统石墨产品轻质、耐高温、高纯度等特性，而且具有更高的强度、优异的抗热震性能（详见下表），成为石墨材料最好的替代品，C/C 复合热场材料将逐步取代石墨成为工业用热场材料的首选。C/C 复合热场材料与石墨热场材料力学、热学性能对比

C/C 复合热场材料，与传统石墨产品比较，具有以下突出优点：

﹙1﹚如上表所示，C/C 复合热场材料高温强度、韧性高，可以大幅度延长产品使用寿命；由于其抗热震性好，在反复高温热振动条件下不易产生裂纹，可以减少更换部件的次数，提高设备的利用率。

（2）C/C 复合热场材料可根据不同的产品性能要求进行设计，根据隔热屏、保温罩、加热器的不同要求, 可将产品导热系数控制在8.5 -115 W/m·K 之间，而石墨材料导热系数一般不低于115 W/m·K，隔热性能较差。直拉单晶炉采用C/C复合材料作为隔热屏，可比采用石墨材料节省20%-25%的电能。

﹙3﹚C/C 复合热场材料密度低，能大幅度减轻结构部件重量，同时可以把结构部件做得更薄，从而利用现有设备生产尺寸更长、直径更大的硅晶产品，节约了大量新设备投资费用。

﹙4﹚目前国外拉制大直径硅晶产品时，由于传统石墨热场产品成型困难，较多地采用了C/C 复合热场材料；随着硅晶炉尺寸的变大，C/C 复合材料较石墨材料制造同型号的热场系统性价比会高出许多。

国际光伏产业迅速发展，带动国内多晶硅、单晶硅产能呈现爆发式增长，热场材料供应极其紧张，巨大的市场空间推动了C/C 复合热场材料国产化的发展。国内碳纤维预制件技术、复合材料技术的不断进步，为实现C/C 复合热场材料的国产化提供了强有力技术支持。博云新材、西安超码等国内主要C/C 复合材料生产厂商利用本公司提供的碳纤维热场材料预制件，通过CVD 工艺，成功研制并批量化生产出C/C 复合热场材料，打破了这一领域国外长期垄断的局面。C/C 复合热场材料在多晶硅氢化炉上已广泛应用，目前多晶硅铸锭炉、单晶硅炉上也已开始逐步应用。多晶硅氢化炉内部热场结构示意图