碳纤维及复合材料热工装备的现状与发展趋势
发布日期：06月12日浏览次数：298
1概述碳材料产业作为我国航空航天材料不可缺少的重要组成部分，是典型的战略性新兴产业，关系到国防科技和高新技术的发展，关系到国家安全，具有不可替代性。
目前，我国碳材料研发资源丰富，产业优势突出，众多国家级的科研单位、企业和投资商投入大量人力、物力、资金全力开发，碳材料技术体系逐步形成，正进入高速发展时期。自冷战期间制定“巴黎统筹条约”以来，西方国家在碳材料及其高端装备领域，对我国一直施行禁运政策，到目前为止，生产碳纤维的核心技术引不进来，关键设备也无法进口，制约了我国碳纤维及碳碳材料工业的发展。在产业发展过程中，碳材料装备发展相对滞后，碳材料生产企业与碳材料装备企业结合不紧密，碳材料的装备成熟度、自动化、可靠性等方面与其它成熟行业和国际先进水平还存在较大差距。
2国内碳纤维及其复合材料装备现状11设备的原理设计和总体结构基本满足工艺要求，但设备的可靠性差，精细程度不够；12碳材料装备制造企业杂而不精，专业的能满足全生产链要求的碳纤维设备企业凤毛麟角；13装备制造与材料生产工艺脱节，相关企业不了解材料生产企业工艺的真实需求；14设备远未形成统一的行业标准和系列，且没有对应的设计规范和检验标准。
因此，加强对碳材料产业装备的研发，特别是工艺与设备的紧密结合具有大的发展空间。本文将重点从碳材料的预氧化、碳化、石墨化、化学气相沉积等关键工序对设备的使用要求及设备的现状进行阐述。
3碳纤维及CC材料产业对装备发展的新要求31高温要求：2200℃可看作是石墨化的敏感温度。当石墨化温度达到2200℃左右时，缩合脱氮反应已基本完成，孔隙率达到最高值。同时，择优取向角和层间距也显著减小。特别是拉曼谱线的R值在2200℃左右出现拐点，反映出石墨层面的有序堆叠程度得到显著改善。所以，2200℃左右各项结构参数都出现显著变化。在因此，对设备的使用温度要求应达到2300℃甚至更高。
目前，湖南顶立科技有限公司生产的电阻真空炉最高温度可达2600℃，中频感应真空炉最高温度能达3000℃，具体情况见表1：
炉型发热保温材质最高温度（℃）应用举例石墨2600化学气相沉积、高温石墨化电阻炉高温钨2500难熔金属高温烧结中频炉石墨3000高温石墨化
f高温钨
2500
难熔金属高温烧结、高温球化
表1湖南顶立科技不同炉型最高温度
32均温性要求：产品的均温性直接影响产品质量的r