光伏、半导体和工业热处理行业发展迅速,成为碳/碳(C/C)复合材料大规模应用的突破口。
光伏发电作为清洁能源发展较快。2019年全球光伏新增装机规模达到120GW,创历史新高。在光伏发电成本持续下降和新兴市场拉动等因素推动下,全球光伏市场仍将保持快速增长。据国际能源署(IEA)预测,到2030年全球光伏累计装机量有望达到1721GW,到2050年将进一步增加至4670GW,发展潜力巨大。随着光伏行业的发展,传统石墨材料也很难满足直拉硅单晶炉和多晶铸锭炉生产设备的大型化需要。光伏市场的高速增长及光伏业内的成本压力给C/C复合材料应用带来发展良机,正逐步形成在晶硅制造热场系统中对石墨材料部件的升级换代。C/C复合材料具有低密度、高强度、高导热性、低膨胀系数,以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点,使其成为当今1650℃以上应用的少数备选材料,最高理论温度高达2600℃,因此被认为是最有发展前途的高温材料之一。C/C复合材料相比传统石墨材料具有更优异的保温性能、更高的强度、更好的韧性,且不易破碎,可有效降低生产能耗、提升设备使用寿命,从而降低整个生产的成本。和石墨热场材料相比,具有非常大的优势,C/C复合材料保温件、结构件和发热体是直拉硅单晶炉和多晶铸锭炉等光伏设备热场材料的发展方向。硅是目前最重要的半导体材料,全球95%以上的半导体芯片和器件是用硅片作为基底功能材料生产出来的,2018年半导体硅片的销售额为117.08亿美元,占全球半导体材料行业36.78%。中国大陆半导体硅片市场发展趋势与全球市场一致,随着中国半导体制造技术的不断进步与半导体制造生产线投产,半导体行业步入快速发展阶段。光伏和半导体两大行业都有巨大的发展空间,未来随着光伏和半导体行业的产业升级、降成本进程不断推进,预计C/C等先进碳基复合材料将替代石墨材料,成为光伏产业、半导体产业晶硅制造热场系统部件的主要材料,拥有巨大的市场空间。但是,碳/碳复合材料行业的发展仍有诸多问题有待解决:产品批量化生产过程中,如何降低成本?批量制造水平和能力如何提高?环保问题如何解决?如何实现绿色制造?如何实现可持续发展的产学研用合作?如何加强碳/碳复合材料的应用研究?如何挖掘和开发碳/碳复合材料的潜在应用市场?如何提高碳/碳复合材料领域企业的研发能力?文章来源:DT新材料原标题:《【复材资讯】碳/碳复合材料值得注意的问题》