När det gäller de typer av kol-grafitmaterial som används i grafitprodukter i halvledaren och fotovoltaiska industrier, tror branschexperter att de kan delas in i tre kategorier eller tre utvecklingsstadier. Den första kategorin är grafitprodukter som produceras med hjälp av kompressionsgjutning (eller extrudering eller vibrationsgjutning). Dessa produkter står för närvarande för en liten del av kol-grafitmaterialprodukter som används i halvledaren och fotovoltaiska industrier. Den andra kategorin är isotropa grafitprodukter med hög renhet som produceras med isostatisk pressning. Dessa produkter är för närvarande de mest använda inom halvledaren och fotovoltaiska industrier och står för över 80% av den globala grafitproduktvolymen som används i dessa sektorer. Den tredje kategorin är kol-kolfiberkompositer. Det här är nyare material och produkter som ersätter grafitmaterial i dessa applikationer.
Användningen av kol-kolfiberkompositer kan betraktas som det tredje steget i tillämpningen av värmare, termiska isoleringsmaterial och andra material i halvledaren och fotovoltaiska industrier, vilket representerar en högre nivå av teknisk utveckling. Detta betyder emellertid inte att för närvarande använda isotropa grafitprodukter med hög renhet kommer att fasas ut och fullständigt ersättas av kol-kolfiberkompositer. Branschexperter tror att ingen av de typer av material och produkt kommer att ersätta den andra inom halvledaren och fotovoltaiska industrier. De förutspår att marknaden kommer att utvecklas till en situation där var och en har en betydande andel av marknaden.
Kolkolkolkompositer är kolfiberförstärkta kolmatriser. De erbjuder enastående egenskaper som lätt vikt, utmärkt ablationsmotstånd, termisk chockmotstånd, hög skadetolerans, hög temperaturstyrka och hög designbarhet. Därför används de allmänt i ett brett spektrum av fält, inklusive flyg-, luftfart och atomenergi. Dessutom kan kompositmaterial skräddarsys efter önskade egenskaper och former för specifika applikationer genom att välja fibertyp, struktur, kvantitet, matrisföregångare och bearbetningsförhållanden. Följaktligen expanderar deras applikationer och får ökad uppmärksamhet. Kolkolkolkompositer är mycket starkare än grafit och erbjuder utmärkt dimensionell stabilitet, slagmotstånd och termisk chockmotstånd, med övergripande mekaniska egenskaper som överträffar grafitens. Genom rening kan metallförordningsinnehållet i dessa material styras till under 5 ppm.
Kolkolkomposit termiska fältprodukter som används i halvledaren och fotovoltaiska industrier erbjuder följande betydande fördelar jämfört med traditionella grafitprodukter:
① De förlänger produktens livslängd avsevärt och minskar komponentens ersättningstider, vilket förbättrar utrustningsanvändningen och minskar underhållskostnaderna.
② Jämfört med traditionella grafitprodukter kan de göras tunnare, vilket gör att befintlig utrustning kan producera längre och större diameterprodukter, spara betydande investeringar i ny utrustning och säkerställa ett mer enhetligt temperaturfält.
③ På grund av deras utmärkta termiska chockmotstånd är de mindre mottagliga för sprickor under upprepade termiska vibrationsförhållanden högtemperatur, vilket förhindrar temperaturfältfluktuationer.
④ Traditionella grafitvärmeprodukter är svåra att bilda när man drar produkter med stor diameter. På grund av den utmärkta prestanda för kol-kol-kompositmaterial används emellertid kol-kol-sammansatta termiska fältprodukter i stor utsträckning i dragprocesser med stor diameter utomlands.
⑤ Att använda kol-kol-kompositmaterial som termisk isolering (värmesköldar) i Czochralski enstaka kristalldragningsugnar kan uppnå betydande energibesparingar jämfört med grafitmaterial på grund av deras utmärkta termiska isoleringsprestanda (vissa forskningsresultat antyder en 20% energibesparing).