În ceea ce privește tipurile de materiale carbonate utilizate în produsele de grafit în industriile semiconductoare și fotovoltaice, experții din industrie consideră că pot fi împărțiți în trei categorii sau trei etape de dezvoltare. Prima categorie este produsele de grafit produse folosind modelarea compresiei (sau extrudarea sau modelarea vibrațiilor). În prezent, aceste produse reprezintă o mică parte din produsele din material carbon-grafit utilizate în industriile semiconductor și fotovoltaice. A doua categorie este produsele izotrope de înaltă puritate de grafit produse folosind presarea izostatică. Aceste produse sunt în prezent cele mai utilizate în industriile semiconductoare și fotovoltaice, reprezentând peste 80% din volumul de produse de grafit global utilizat în aceste sectoare. A treia categorie este compozitele din fibră de carbon de carbon. Acestea sunt materiale și produse mai noi care înlocuiesc materialele de grafit în aceste aplicații.
Utilizarea compozitelor din fibră de carbon de carbon poate fi considerată a treia etapă în aplicarea încălzitoarelor, a materialelor de izolare termică și a altor materiale din industriile semiconductoare și fotovoltaice, reprezentând un nivel mai ridicat de dezvoltare tehnologică. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că produsele izotrope de înaltă puritate de înaltă puritate vor fi eliminate treptat și înlocuite complet cu compozite din fibră de carbon de carbon. Experții din industrie consideră că niciun tip de material și produs nu îl va înlocui pe celălalt în industriile semiconductoare și fotovoltaice. Aceștia prezic că piața se va transforma într -o situație în care fiecare deține o pondere semnificativă a pieței.
Compozițiile de carbon-carbon sunt matrici de carbon consolidate cu fibre de carbon. Acestea oferă caracteristici remarcabile, cum ar fi greutatea ușoară, rezistența excelentă la ablație, rezistența la șocuri termice, toleranța ridicată la daune, rezistența la temperatură ridicată și designul ridicat. Prin urmare, acestea sunt utilizate pe scară largă într -o gamă largă de câmpuri, inclusiv aerospațial, aviație și energie atomică. Mai mult, materialele compozite pot fi adaptate proprietăților și formelor dorite pentru aplicații specifice, selectând tipul de fibre, structură, cantitate, precursor matricial și condiții de procesare. În consecință, aplicațiile lor se extind și câștigă o atenție din ce în ce mai mare. Compozițiile de carbon de carbon sunt mult mai puternice decât grafitul și oferă o stabilitate dimensională excelentă, rezistență la impact și rezistență la șoc termic, cu proprietăți mecanice generale care le depășesc pe cele ale grafitului. Prin purificare, conținutul de impuritate metalică a acestor materiale poate fi controlat sub 5 ppm.
Produsele termice compozite cu carbon carbon-carbon utilizate în industriile semiconductoare și fotovoltaice oferă următoarele avantaje semnificative față de produsele tradiționale de grafit:
① Acestea extind semnificativ durata de viață a produsului și reduc timpii de înlocuire a componentelor, îmbunătățind astfel utilizarea echipamentelor și reducând costurile de întreținere.
② În comparație cu produsele tradiționale de grafit, acestea pot fi mai subțiri, permițând echipamentelor existente să producă produse cu diametru mai lung și mai mare, economisind investiții semnificative în echipamente noi și asigurând un câmp de temperatură mai uniform.
③ Datorită rezistenței lor excelente de șoc termic, acestea sunt mai puțin sensibile la fisurarea în condiții de vibrație termică la temperatură repetată, prevenind astfel fluctuațiile câmpului de temperatură.
Produsele tradiționale de câmp termic cu grafit sunt dificil de format atunci când trageți produse cu diametru mare. Cu toate acestea, datorită performanței excelente a materialelor compozite cu carbon carbon, produsele termice compozite cu carbon carbon sunt utilizate în prezent pe scară largă în procesele de tragere cu diametrul mare în străinătate.
⑤ Utilizarea materialelor compozite cu carbon carbon ca izolație termică (scuturi de căldură) în cuptoarele cu un singur cristal Czochralski poate obține economii semnificative de energie în comparație cu materialele de grafit datorită performanței lor excelente de izolare termică (unele rezultate ale cercetării sugerează o economie de 20% de energie).