CN218596567U - 一种耐高温轻质陶瓷隔热屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐高温轻质陶瓷隔热屏。包括玻璃纤维布(1)，关键是玻璃纤维布(1)缠绕形成多层玻璃纤维布(1)的筒状体(3)，相邻的两层玻璃纤维布(1)间有陶瓷材料层(2)。本实用新型用于高温环境如单晶炉时，具有极佳的使用寿命，较之现有技术的C/C材料隔热屏(件)的制备成本大幅降低，制备工艺更为简化。

Description

一种耐高温轻质陶瓷隔热屏

技术领域：

本实用新型涉及一种耐高温材料，具体是指一种具有耐高温、耐腐蚀的轻质的陶瓷隔热屏。

背景技术：

随着国家发展新能源太阳能光伏发电方针的实施，光伏发电材料单(多) 晶硅材料产业飞速发展，C/C热场结构件需求量大幅增加，隔热屏是单晶炉重要的热场结构件，需求量很大，它是以碳纤维为原料，采用化学气相沉积法(CVD)制备。但随着单晶炉向大型化、拉晶技术连续化(单晶拉晶时间大于240小时)发展，对隔热屏性能及其制备技术都提出了新的更高的要求，而前述的常规的CVD法制备的C/C热场结构件已不能满足目前的需求。同时现有的C/C热场结构件还存在若干缺陷，其一是预制体CVD法很难制备大尺寸的薄壁筒形的结构件；其二是C/C材料的结构件在长时间高温下，容易变形，抗腐蚀性能较差，容易粉化，最终使用寿命偏低；其三是目前我国现有和在建的单晶炉有3～5万台，装机的C/C隔热屏为9～15万件，如此大的数量需要3000～5000吨炭纤维用量，如C/C隔热屏的使用寿命降低，更新量也非常巨大的，同时碳纤维价格高，国内资源紧张，导致C/C隔热屏的价格上涨，对光伏材料产业是一个阻碍，并且C/C热场结构件的频繁更换，对生产效率也有巨大的影响。因此，单晶炉内使用的热场结构件的问题需要解决。

发明内容：

本实用新型的发明目的是公开一种耐高温、耐腐蚀的高强度的轻质陶瓷隔热屏。

实现本实用新型的技术解决方案是：包括玻璃纤维布，关键是玻璃纤维布缠绕形成多层玻璃纤维布的筒状体，相邻的两层玻璃纤维布间有陶瓷材料层。

所述的筒状体的断面结构为圆环形、椭圆环形或矩形。

所述的筒状体由15～35层玻璃纤维布缠绕构成，玻璃纤维布的厚度为 0.3～0.5mm。

所述的玻璃纤维布为整体平面状。

所述的玻璃纤维布为窄条状，并按与筒状体的轴向方向呈52°～55°夹角进行缠绕。

所述的筒状体的内表面为陶瓷材料层。

所述的所有的陶瓷材料层的厚度之和与所有的玻璃纤维布的厚度之和的比为0.8～1∶1。

上述的本实用新型公开的陶瓷隔热屏具有多层结构，形成轻质的陶瓷材料层与玻璃纤维布交替夹持结构，甚至形成轻质陶瓷材料包覆玻璃纤维布的玻璃纤维丝的结构，致使陶瓷隔热屏具有很高的强度，进而可以制备出大尺寸的薄壁的筒状隔热屏，且同时具有耐高温、耐高温腐蚀性能，使本实用新型用于高温环境如单晶炉时，具有极佳的使用寿命，较之现有技术的C/C 材料隔热屏(件)的制备成本大幅降低，制备工艺更为简化，节约大量的制备过程中的能源，具有极佳的经济效益。

附图说明：

图1为本实用新型的筒状隔热屏的断面结构示意图。

图2为筒状隔热屏的壁体断面的放大结构示意图。

具体实施方式：

结合附图给出本实用新型的具体实施方式的详细描述，需要指出的是对具体实施方式的详细描述是为便于对本实用新型的技术实质的全面理解，而不应视为是对本实用新型的权利要求保护范围的限制。

请参见图1～图2，本实用新型的具体实施例的技术解决方案是：包括玻璃纤维布1，关键是玻璃纤维布1经缠绕构成一多层壁体的筒状体3，相邻的玻璃纤维布1之间有陶瓷材料层2。上述的筒状体3为一闭环的壁体构成中间部分为空腔，制备过程是将玻璃纤维布1浸入一种胶态陶瓷改性剂后取出，在一定温度下初步固化然后在一缠绕机的一个模具上缠绕成多层玻璃纤维布1的筒状体3，在1500℃～1800℃的高温炉内烧制得最终的筒状体3形式的陶瓷隔热屏，其中玻璃纤维布1表面附着的胶态陶瓷改性剂在高温烧制后构成前述的陶瓷材料层2，因此本实用新型的陶瓷隔热屏是由玻璃纤维布1 和陶瓷材料层2交替叠加构成。陶瓷隔热屏置于高温炉或单晶炉内，其中空的腔体内置入高温物料，壁体实现隔热功能，上述结构的筒状的陶瓷隔热屏具有极佳的耐高温、耐腐蚀性能和高强度，并且不易变形和脱粉，大幅度地提高了在高温下的使用寿命。

为使本实用新型的陶瓷隔热屏具有更好的适用性，所述的筒状体3的断面结构为圆环形、椭圆环形或矩形；上述不同结构的陶瓷隔热屏可适应不同的高温物料或物体，同时所述的陶瓷隔热屏并不局限于上述的各种结构，还可以是其它的结构，甚至可以是异型结构或是平面板状，只需调整缠绕机上的模具结构，或是调整制备工艺如将缠绕方式调整为压制方式。

由于实用新型的陶瓷隔热屏需要在高温环境下长时间使用，对其的各项技术要求甚为苛刻，为确保陶瓷隔热屏的强度、使用寿命，所述的筒状体3 由15～35层玻璃纤维布1缠绕构成，玻璃纤维布1的厚度为0.3～0.5mm；在上述的技术方案中，玻璃纤维布的厚度是一个重要的技术指标，因为玻璃纤维布1在高温烧制过程中会与前述的胶态陶瓷改性剂发生表面的反应，厚度过小会影响强度性能，厚度过大会使陶瓷材料层2的量较小，影响抗腐蚀性能。

所述的玻璃纤维布1为整体平面状，这很便于玻璃纤维布1在缠绕机的模具上的缠绕；另外为进一步提高筒状体3中玻璃纤维布1的强度，所述的玻璃纤维布1为窄条状，并按与筒状体3的轴向方向呈52°～55°夹角进行缠绕，该缠绕方式构成的玻璃纤维布层较之前述的整体平面状的玻璃纤维布1构成的玻璃纤维布层的强度更佳；上述的相邻的窄条状的玻璃纤维布层的缠绕方向相反，这可消除筒状体3的内部应力，对提高使用寿命也有益处。

所述的筒状体3的内表面为陶瓷材料层2，该内表面为与高温环境接触的表面，可确保陶瓷隔热屏的抗腐蚀性能，并且上述的筒状体3的内表面的陶瓷材料层2的厚度大于陶瓷隔热屏内部的陶瓷材料层2的厚度，以进一步提高抗腐蚀性能。

所述的筒状的陶瓷隔热屏由多层玻璃纤维布1和陶瓷材料层2交替叠加构成，为实现良好的综合性能，所述的所有的陶瓷材料层2的厚度之和与所有的玻璃纤维布1的厚度之和的比为0.8～1∶1。

Claims (7)

1.一种耐高温轻质陶瓷隔热屏，包括玻璃纤维布(1)，其特征在于玻璃纤维布(1)缠绕形成多层玻璃纤维布(1)的筒状体(3)，相邻的两层玻璃纤维布(1)间有陶瓷材料层(2)。

2.根据权利要求1所述的耐高温轻质陶瓷隔热屏，其特征在于所述的筒状体(3)的断面结构为圆环形、椭圆环形或矩形。

3.根据权利要求2所述的耐高温轻质陶瓷隔热屏，其特征在于所述的筒状体(3)由15～35层玻璃纤维布(1)缠绕构成，玻璃纤维布(1)的厚度为0.3～0.5mm。

4.根据权利要求3所述的耐高温轻质陶瓷隔热屏，其特征在于所述的玻璃纤维布(1)为整体平面状。

5.根据权利要求3所述的耐高温轻质陶瓷隔热屏，其特征在于所述的玻璃纤维布(1)为窄条状，并按与筒状体(3)的轴向方向呈52°～55°夹角进行缠绕。

6.根据权利要求4或5所述的耐高温轻质陶瓷隔热屏，其特征在于所述的筒状体(3)的内表面为陶瓷材料层(2)。

7.根据权利要求6所述的耐高温轻质陶瓷隔热屏，其特征在于所述的陶瓷材料层(2)的厚度之和与所有的玻璃纤维布(1)的厚度之和的比为0.8～1∶1。

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