本申請涉及直拉單晶，尤其是涉及用于直拉單晶使用的碳纖維預(yù)制體，以及由其制備的碳碳制品和保溫筒。

背景技術(shù)：

1、碳纖維復(fù)合材料因其耐高溫、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)異的物理、化學(xué)性能，作為熱場材料被廣泛用于單晶爐和多晶爐中。

2、預(yù)制體作為碳纖維復(fù)合材料制備的前提和基礎(chǔ)，預(yù)制體的結(jié)構(gòu)不僅影響碳碳制品的各種性能，也是碳碳制品的主要成本來源?，F(xiàn)有預(yù)制體碳布和網(wǎng)胎交替針刺鋪層制備得到，其制備出來的預(yù)制體重量大，成本高，且后續(xù)制備得到的碳碳制品的保溫性能一般。

3、因此，亟需一種新的預(yù)制體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題之一，本申請涉及具有特定中空結(jié)構(gòu)的預(yù)制體和碳碳制品。具體來說，本申請涉及如下方案：

2、本申請的第一方面涉及一種預(yù)制體，其依次包括如下層：預(yù)制體下層；

3、具有犧牲層的預(yù)制體中層；

4、預(yù)制體上層，

5、其中預(yù)制體下層由碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成；

6、預(yù)制體上層由碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成；

7、預(yù)制體中層由犧牲層、碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成。

8、在一個(gè)具體的方式中，所述預(yù)制體下層的厚度為3mm-30mm，優(yōu)選為3mm-20mm，進(jìn)一步優(yōu)選為5mm-15mm；

9、所述預(yù)制體中層的厚度為3mm-40mm，優(yōu)選為3mm-35mm，進(jìn)一步優(yōu)選為10mm-20mm；

10、所述預(yù)制體上層的厚度為3mm-30mm，優(yōu)選為3mm-20mm，進(jìn)一步優(yōu)選為5mm-15mm，

11、優(yōu)選所述犧牲層占預(yù)制體總體積的10％-90％，優(yōu)選30％-60％。

12、在一個(gè)具體的方式中，所述中層包括外周結(jié)構(gòu)和筋條，其中所述筋條將外周結(jié)構(gòu)分割成多個(gè)子空腔，所述犧牲層位于所述子空腔中，所述外周結(jié)構(gòu)和筋條由碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成。

13、在一個(gè)具體的方式中，所述預(yù)制體下層、預(yù)制體中層和預(yù)制體上層為具有毫米級孔隙的層結(jié)構(gòu)。

14、在一個(gè)具體的方式中，孔隙≤3mm；

15、更優(yōu)選地，孔隙為50μm-3mm。

16、在一個(gè)具體的方式中，所述預(yù)制體的密度為0.3-0.9g/cm3。

17、優(yōu)選所述碳布選自平紋布、斜紋布、單向布或無紡布中的任意一種。

18、本申請的第二方面還涉及一種碳碳制品，其依次包括如下層：

19、下層；

20、具有空腔的中層；

21、上層，

22、其中下層由碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成；

23、上層由碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成；

24、中層由碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成。

25、在一個(gè)具體的方式中，所述下層的厚度為3mm-30mm，優(yōu)選為3mm-20mm，進(jìn)一步優(yōu)選為5mm-15mm；

26、所述中層的厚度為3mm-40mm，優(yōu)選為3mm-35mm，進(jìn)一步優(yōu)選為10mm-20mm；

27、所述上層的厚度為3mm-30mm，優(yōu)選為3mm-20mm，進(jìn)一步優(yōu)選為5mm-15mm，

28、優(yōu)選所述空腔占所述碳碳制品總體積的10％-90％，優(yōu)選30％-60％。

29、在一個(gè)具體的方式中，所述具有空腔的預(yù)制體中層的空腔進(jìn)一步被筋條分割成多個(gè)子空腔，其中，所述筋條由碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成。

30、在一個(gè)具體的方式中，所述下層、中層和上層為具有毫米級孔隙的層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選孔隙≤3mm，優(yōu)選孔隙為50μm-3mm；

31、優(yōu)選所述碳碳制品的密度為0.3-0.9g/cm3。

32、在一個(gè)具體的方式中，所述碳碳制品的形狀為平板、中空圓筒、中空圓錐或中空旋轉(zhuǎn)體；

33、優(yōu)選所述碳布選自平紋布、斜紋布、單向布或無紡布中的任意一種。

34、本申請的第三個(gè)方面還涉及一種單晶爐用保溫筒，其包括：

35、碳?xì)趾捅旧暾埖诙矫婀_的碳碳制品；其中，

36、所述碳?xì)织B層于所述碳碳制品的一側(cè)或兩側(cè)；

37、優(yōu)選所述碳碳制品的密度為1.0-1.6g/cm3。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果如下：

39、(1)本申請制備得到的預(yù)制體，能夠大大降低碳纖維的投入，降低了原材料的投入成本。

40、(2)本申請制備得到的碳碳制品，能夠大大降低碳纖維的投入，降低碳纖維的投入成本；且具備更好的保溫效果，此外，該碳碳制品為整體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度更高，能有效延長后續(xù)碳碳制品的使用壽命。

41、(3)本申請制備得到的保溫筒，保溫筒中原材料的比例低，降低成本，且可明顯提高保溫筒的保溫性能，使得單晶爐的保溫筒更加節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)特征：

1.一種預(yù)制體，其特征在于，其依次包括如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制體，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)制體，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)制體，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)制體，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)制體，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)制體，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)制體，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)制體，其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)制體，其中，

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制體，其中，

12.根據(jù)權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的預(yù)制體，其中，

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的預(yù)制體，其中，

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的預(yù)制體，其中，

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的預(yù)制體，其中，

16.一種碳碳制品，其特征在于，其依次包括如下層：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的碳碳制品，其中，

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的碳碳制品，其中，

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的碳碳制品，其中，

20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的碳碳制品，其中，

21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的碳碳制品，其中，

22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的碳碳制品，其中，

23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的碳碳制品，其中，

24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的碳碳制品，其中，

25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的碳碳制品，其中，

26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的碳碳制品，其中，

27.根據(jù)權(quán)利要求16所述的碳碳制品，其中，

28.根據(jù)權(quán)利要求16所述的碳碳制品，其中，

29.根據(jù)權(quán)利要求16所述的碳碳制品，其中，

30.根據(jù)權(quán)利要求16所述的碳碳制品，其中，

31.根據(jù)權(quán)利要求16所述的碳碳制品，其中，所述碳碳制品的形狀為平板、中空圓筒、中空圓錐或中空旋轉(zhuǎn)體。

32.一種單晶爐用保溫筒，其特征在于，其包括：

33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的保溫筒，其中，所述碳碳制品的密度為1.0-1.6g/cm3。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種預(yù)制體，其依次包括如下：預(yù)制體下層；具有犧牲層的預(yù)制體中層；預(yù)制體上層，其中預(yù)制體下層由碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成；預(yù)制體上層由碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成；預(yù)制體中層由犧牲層、碳布和碳纖維網(wǎng)胎和/或預(yù)氧絲網(wǎng)胎疊層而成。本申請還涉及碳碳制品和單晶爐用保溫筒。

技術(shù)研發(fā)人員：杜路路,姚宏,趙領(lǐng)航,張晰,段濱,張海洋,王洋,張婷蕊,李鑫港
受保護(hù)的技術(shù)使用者：隆基綠能科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240315
技術(shù)公布日：2025/1/2