短繊維硬質フェルト断熱材 応用事例選集
発行時間: 2026-01-19訪問済み:24 回数
短繊維硬質フェルト断熱材は、短い炭素繊維を主原料とし、湿式成形、熱圧等のプロセスを経て製造される高性能断熱材です。耐高温性（3000℃以上）、低熱伝導率、高強度、優れた熱安定性といった中核的な利点を有しており、すでに複数のハイエンド製造分野で画期的な応用が実現しています。
I. 半導体産業：熱場の「心臓」を守る者
1. 単結晶シリコン成長炉への応用
- 炉底断熱システム： 短繊維硬質フェルトが従来の黒鉛材を代替。熱伝導率が≤0.038 W/(m・K)まで低下し、熱損失を22%削減、単炉エネルギー消費量を15-20%低減、シリコン1トンあたりの生産コストを1万2千元削減。
- 保温筒・導流筒： 湖南双環の硬質フェルト製品が、あるシリコン材料トップ企業で応用され、引き上げ速度35%向上、結晶歩留まり2-3%向上、同時に設備寿命を40%延長。
2. 炭化ケイ素（SiC）基板成長
- PVT成長炉熱場： 冠合新材のSiC硬質フェルトは、国内主要SiC顧客による検証を通過しバルク供給中。保温カバー、上下保温板、仕切り板の全てに短繊維硬質フェルトを採用し、2300℃の高温下での熱場安定性を確保。結晶成長の均一性を18%向上させ、米・仏・独メーカーの独占を打破。
- 特殊設計： あるメーカーは（特許技術による）放射方向低熱伝導率保温筒（≤0.12 W/(m・K)）を採用。単結晶酸化ガリウム等の、熱場要求が極めて高い第三世代半導体材料の成長に特に適している。
II. 太陽光発電産業：「光」の効率的な捕獲手
1. 単結晶シリコン引き上げ炉
- 全方位熱場応用： 短繊維硬質フェルトを炉底、導流筒、蓋板、保温筒等の重要部位に使用し、「熱場保護衣」を形成。炉内温度分布の均一性を25%向上、シリコンバーの成長サイクルを8%短縮。
- 実例： 浙江晶盛がドイツ・SGLと4500万元の黒鉛硬質フェルト調達契約を締結。この材料が太陽光発電ハイエンド装置において不可欠な地位にあることを証明。
2. 多結晶シリコン鋳造炉
- 炉壁・天井断熱： 短繊維硬質フェルトが従来のセラミックファイバーを代替。耐高温性能を30%向上、使用寿命を8000時間（60%向上）に延長、メンテナンス頻度を50%削減、年間総合効果は千万元を超える。
III. 冶金・新素材合成：高温プロセスの「安定化装置」
1. 超硬合金焼結炉
- 炉内断熱システム： ニードルパンチ構造の炭素繊維硬質フェルトを保温筒、炉蓋に採用。1600℃高温下で安定を保持し、炉温均一性誤差を±2℃以内に制御。製品良品率を12%向上、エネルギー消費量を20%削減。
2. 真空熱処理炉
- 断熱ライニング： 短繊維硬質フェルトの優れた絶縁性・熱安定性は、特に真空誘導炉に適している。ある自動車部品企業での応用後、熱処理変形率40%低減、エネルギー消費量28%低下。
3. 粉末冶金分野
- ホットアイソスタティックプレス（HIP）炉： 一体ニードル構造の炭素繊維硬質フェルト製の保温ドアパネルは、2000℃以上の高温に耐え、高圧環境下での熱場安定を確保。ある航空エンジン部品メーカー採用後、製品密度の均一性が25%向上。
IV. その他先端分野：革新的応用の開拓者
1. 光ファイバー製造
- プリフォーム溶融炉： 短繊維硬質フェルトを炉壁断熱に使用し、2200℃高温下での温度均一性を確保。ある光ファイバー大手企業での応用後、プリフォーム屈折率均一性が15%向上、光ファイバー歩留まりが3%向上。
2. 航空宇宙
- エンジン部品断熱： 軽量な短繊維硬質フェルトを宇宙機熱防護システムの試作品に使用。重量は従来金属材料の1/3、耐温は2500℃に達する。ある宇宙研究機関のテストで、熱防護効率が50%向上したことを示す。
3. 原子力産業
- 高温実験装置： 短繊維硬質フェルトが原子炉内部の断熱部材として、強放射線と高温の二重環境に耐える。ある研究所での応用後、設備の動作安定性が60%向上、メンテナンス周期が2倍に延長。
V. 国産代替：独占打破のマイルストーン
- 冠合新材 短繊維硬質フェルト応用例： SiC基板結晶成長分野において、国内主要SiC顧客の検証を通過しバルク供給する数少ない国内メーカーとなった。製品性能は国際トップレベルに対抗しつつ、コストは15-20%低減。輸入品の代替に成功し、サプライチェーンの安全を確保。
- 第二期増産： 河南拠点に15億元を投資し、年産500トンの生産ラインを建設。半導体、太陽光発電熱場等高成長分野での市場シェアをさらに拡大する見込み。
- 湖南双環 短繊維硬質フェルト応用例： 独自開発の炭素繊維硬質フェルト湿式成形装置が納品成功。製造された硬質フェルトは、あるシリコン材料大手企業で応用され、熱場材料における「0から1への」ブレークスルーを実現。性能向上、コスト削減、環境親和性向上を実現。 — 湖南省工業情報化庁
VI. 短繊維硬質フェルト 応用優位性比較表
| 応用シーン | 従来材料 | 短繊維硬質フェルト | 性能向上効果 |
|---|---|---|---|
| 単結晶シリコン炉 | 黒鉛 / セラミック繊維 | 短繊維硬質フェルト | 熱伝導率↓15%、エネルギー消費量↓20%、寿命↑60% |
| 炭化ケイ素炉 | 輸入黒鉛硬質フェルト | 国産短繊維硬質フェルト | コスト↓15-20%、熱場安定性↑18% |
| 真空炉 | 一般的な断熱材 | 短繊維硬質フェルト | 絶縁性↑、耐温性↑30%、変形率↓40% |
| 粉末冶金 | 従来の断熱レンガ | 短繊維硬質フェルト | 重量↓50%、均一性↑25%、エネルギー消費量↓28% |
まとめ
短繊維硬質フェルト断熱材は、その卓越した耐高温性、低熱伝導率、熱安定性により、半導体、太陽光発電、冶金等のハイエンド製造産業において不可欠なキーマテリアルとなっています。特に国産化の潮流の中、冠合新材、湖南双環に代表される国内企業は、国外メーカーの独占を打破し、より優れた性能と親しみやすい価格を提供する「中国ソリューション」を提供しています。