با توجه به انواع مواد کربن-گرافیتی مورد استفاده در محصولات گرافیتی در صنایع نیمه هادی و فتوولتائیک ، کارشناسان صنعت معتقدند که می توانند به سه دسته یا سه مرحله از توسعه تقسیم شوند. دسته اول محصولات گرافیتی است که با استفاده از قالب گیری فشرده سازی (یا اکستروژن یا قالب گیری ارتعاش) تولید می شوند. این محصولات در حال حاضر بخش کوچکی از محصولات مادی کربن و کربن مورد استفاده در صنایع نیمه هادی و فتوولتائیک را تشکیل می دهند. دسته دوم محصولات گرافیتی با خلوص بالا ایزوتروپیک است که با استفاده از فشار ایزوستاتیک تولید می شود. این محصولات در حال حاضر بیشترین استفاده در صنایع نیمه هادی و فتوولتائیک هستند و بیش از 80 ٪ از حجم محصول جهانی گرافیت مورد استفاده در این بخش ها را تشکیل می دهند. دسته سوم کامپوزیت های فیبر کربن-کربن است. اینها مواد و محصولاتی جدیدتر هستند که در این برنامه ها جایگزین مواد گرافیتی می شوند.
استفاده از کامپوزیت های فیبر کربن کربن می تواند مرحله سوم در استفاده از بخاری ، مواد عایق حرارتی و سایر مواد موجود در صنایع نیمه هادی و فتوولتائیک باشد که سطح بالاتری از پیشرفت فناوری را نشان می دهد. با این حال ، این بدان معنا نیست که در حال حاضر محصولات گرافیتی با خلوص بالا ایزوتروپیک مورد استفاده قرار می گیرند و به طور کامل توسط کامپوزیت های فیبر کربن-کربن جایگزین می شوند. کارشناسان صنعت بر این باورند که هیچ نوع ماده و محصول جایگزین دیگری در صنایع نیمه هادی و فتوولتائیک نمی شوند. آنها پیش بینی می کنند که بازار به شرایطی تبدیل می شود که هرکدام سهم قابل توجهی از بازار داشته باشند.
کامپوزیت های کربن-کربن ماتریس کربن تقویت شده با فیبر کربن هستند. آنها ویژگی های برجسته ای از قبیل وزن سبک ، مقاومت در برابر فرسایش عالی ، مقاومت در برابر شوک حرارتی ، تحمل آسیب زیاد ، استحکام درجه حرارت بالا و قابلیت طراحی بالا را ارائه می دهند. بنابراین ، آنها به طور گسترده ای در طیف گسترده ای از مزارع از جمله هوافضا ، حمل و نقل هوایی و انرژی اتمی استفاده می شوند. علاوه بر این ، مواد کامپوزیت می توانند با انتخاب نوع فیبر ، ساختار ، کمیت ، پیش ساز ماتریس و شرایط پردازش ، متناسب با خصوصیات و شکل های مورد نظر برای برنامه های خاص تنظیم شوند. در نتیجه ، برنامه های آنها در حال گسترش و توجه بیشتر است. کامپوزیت های کربن-کربن بسیار قوی تر از گرافیت هستند و پایداری ابعادی عالی ، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر شوک حرارتی را ارائه می دهند ، با خصوصیات مکانیکی کلی که از گرافیت پیشی می گیرد. از طریق تصفیه ، محتوای ناخالصی فلزی این مواد را می توان به زیر 5 ppm کنترل کرد.
محصولات میدانی حرارتی کامپوزیت کربن-کربن که در صنایع نیمه هادی و فتوولتائیک مورد استفاده قرار می گیرند ، مزایای قابل توجهی زیر را نسبت به محصولات گرافیتی سنتی ارائه می دهند:
① آنها به طور قابل توجهی طول عمر محصول را گسترش داده و زمان جایگزینی قطعات را کاهش می دهند ، در نتیجه باعث بهبود استفاده از تجهیزات و کاهش هزینه های نگهداری می شوند.
② در مقایسه با محصولات گرافیتی سنتی ، آنها را می توان نازک تر کرد و به تجهیزات موجود امکان تولید محصولات با قطر طولانی تر و بزرگتر ، صرفه جویی در سرمایه گذاری قابل توجه در تجهیزات جدید و اطمینان از زمینه دمای یکنواخت تر می دهد.
③ به دلیل مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی آنها ، آنها در شرایط لرزش حرارتی با دمای بالا ، کمتر مستعد ابتلا به ترک خوردگی هستند ، بنابراین از نوسانات میدان دما جلوگیری می کنند.
④ محصولات میدانی حرارتی گرافیت سنتی هنگام کشیدن محصولات با قطر بزرگ ، دشوار است. با این حال ، با توجه به عملکرد عالی مواد کامپوزیت کربن-کربن ، محصولات میدانی حرارتی کامپوزیت کربن-کربن در حال حاضر در فرآیندهای کشش با قطر بزرگ به خارج از کشور مورد استفاده قرار می گیرند.
⑤ استفاده از مواد کامپوزیت کربن-کربن به عنوان عایق حرارتی (سپرهای حرارتی) در کوره های کشش تک کریستال Czochralski می تواند به دلیل عملکرد عایق حرارتی عالی خود ، صرفه جویی در مصرف انرژی قابل توجهی را به دست آورد (برخی از نتایج تحقیقات حاکی از صرفه جویی در مصرف انرژی 20 ٪ است).