CN105928365A - 一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置及方法，将渗碳石英器皿置于第一高纯度石英管中，并开启所述可控温加热炉，使碳源挥发，将碳源的蒸汽输送至第一高纯度石英管内，控制高温加热炉温度，使渗碳石英器皿表面形成一层均匀、致密、光洁如镜的碳层，该碳层与渗碳石英器皿表面形成原子间的结合，因此结合的非常牢固，完全克服了石墨器皿使用过程中碳脱落污染物料的问题，另外从根本上解决了物料易粘连石英器皿问题，提高了生产品质，并减少了器皿破损，大大地节约了生产成本。

Description

一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置及方法

技术领域

本发明涉及石英器皿渗碳技术领域，具体为一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置及方法。

背景技术

高纯材料制备过程中石英器皿是不可或缺的，但无论是在真空蒸馏、区域熔炼或其它制备方法中均存在物料粘连器皿问题，导致出料困难，影响产品品质，降低了生产效率，提高了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置，包括第一高纯度石英管和第二高纯度石英管，所述第一高纯度石英管安装于高温加热炉内，且第一高纯度石英管内设有渗碳石英器皿，所述第一高纯度石英管的上端安装有第一密封装置，所述第一密封装置通过管路与第一压力表和三通阀门连接，所述第二高纯度石英管安装于可控温加热炉内，且第二高纯度石英管内设有碳源，所述第二高纯度石英管的上端安装有第二密封装置，所述第二密封装置通过管路与第二压力表和三通阀门连接，所述三通阀门通过管路还连接有真空系统；

所述第一密封装置包括上压盖、下压盖、锁紧螺丝、O型密封圈和环形密封垫圈，所述下压盖紧密贴合于第一高纯度石英管的端部侧壁上，且下压盖和第一高纯度石英管之间留有环形槽体，所述环形槽体内设有O型密封圈，所述上压盖通过锁紧螺丝与下压盖固定安装，且上压盖的表面设有与环形槽体匹配的环形压板，所述上压盖和第一高纯度石英管之间设有环形密封垫圈，所述第二密封装置与所述第一密封装置结构相同。

优选的，所述锁紧螺丝的数量至少为四个，且均匀分布于上压盖和下压盖的边缘。

优选的，所述接头为快速接头或快封接头。

其操作步骤：

第一步：开启所述高温加热炉和所述真空系统，观察第一压力表，确保第一高纯度石英管内为负压；

第二步：开启所述可控温加热炉，使碳源挥发，观察第二压力表，确保第二高纯度石英管内为正压；

第三步：开启所述三通阀门将所述碳源的蒸汽通过压力差从第二高纯度石英管中输送至第一高纯度石英管中；

第四步：控制所述高温加热炉和所述可控温加热炉的温度，使渗碳石英器皿的表面形成一层均匀、致密、光洁如镜的碳层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将渗碳石英器皿置于第一高纯度石英管中，并开启所述可控温加热炉，使碳源挥发，将碳源的蒸汽输送至第一高纯度石英管内，控制高温加热炉温度，使渗碳石英器皿表面形成一层均匀、致密、光洁如镜的碳层，该碳层与渗碳石英器皿表面形成原子间的结合，因此结合的非常牢固，完全克服了石墨器皿使用过程中碳脱落污染物料的问题，另外从根本上解决了物料易粘连石英器皿问题，提高了生产品质，并减少了器皿破损，大大地节约了生产成本。

附图说明

图1为本发明的用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置结构示意图；

图2为本发明的第一密封装置的结构示意图。

图中：1第一高纯度石英管、2第一密封装置、21上压盖、22下压盖、23锁紧螺丝、24O型密封圈、25环形密封垫圈、3渗碳石英器皿、4高温加热炉、5第一压力表、6真空系统、7三通阀门、8可控温加热炉、9碳源、10第二高纯度石英管、11第二密封装置和12第二压力表。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。

请参阅图1和图2，本发明提供一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置的技术方案：一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置，包括第一高纯度石英管1和第二高纯度石英管10，所述第一高纯度石英管1安装于高温加热炉4内，且第一高纯度石英管1内设有渗碳石英器皿3，所述第一高纯度石英管1的上端安装有第一密封装置2，所述第一密封装置2通过管路与第一压力表5和三通阀门7连接，所述第二高纯度石英管10安装于可控温加热炉8内，且第二高纯度石英管10内设有碳源9，所述第二高纯度石英管10的上端安装有第二密封装置11，所述第二密封装置11通过管路与第二压力表12和三通阀门7连接，所述三通阀门7通过管路还连接有真空系统6；

所述第一密封装置2包括上压盖21、下压盖22、锁紧螺丝23、O型密封圈24和环形密封垫圈25，所述下压盖22紧密贴合于第一高纯度石英管1的端部侧壁上，且下压盖22和第一高纯度石英管1之间留有环形槽体，所述环形槽体内设有O型密封圈24，所述上压盖21通过锁紧螺丝23与下压盖22固定安装，且上压盖21的表面设有与环形槽体匹配的环形压板，所述上压盖21和第一高纯度石英管1之间设有环形密封垫圈25，所述第二密封装置11与所述第一密封装置2结构相同。

优选的，所述锁紧螺丝23的数量至少为四个，且均匀分布于上压盖21和下压盖22的边缘。

优选的，所述接头4为快速接头或快封接头。

其操作步骤：

第一步：开启所述高温加热炉4和所述真空系统6，观察第一压力表5，确保第一高纯度石英管1内为负压；

第二步：开启所述可控温加热炉8，使碳源9挥发，观察第二压力表12，确保第二高纯度石英管10内为正压；

第三步：开启所述三通阀门7将所述碳源9的蒸汽通过压力差从第二高纯度石英管10中输送至第一高纯度石英管1中；

第四步：控制所述高温加热炉4和所述可控温加热炉8的温度，使渗碳石英器皿3的表面形成一层均匀、致密、光洁如镜的碳层。

使用该方法可以在渗碳石英器皿3表面形成一层均匀、致密、光洁如镜的碳层，该碳层与渗碳石英器皿3表面形成原子间的结合，有效的避免了在真空蒸馏、区域熔炼或其它制备方法中均存在物料粘连器皿问题，同时出料更容易，提升产品品质。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳装置，其特征在于：包括第一高纯度石英管(1)和第二高纯度石英管(10)，所述第一高纯度石英管(1)安装于高温加热炉(4)内，且第一高纯度石英管(1)内设有渗碳石英器皿(3)，所述第一高纯度石英管(1)的上端安装有第一密封装置(2)，所述第一密封装置(2)通过管路与第一压力表(5)和三通阀门(7)连接，所述第二高纯度石英管(10)安装于可控温加热炉(8)内，且第二高纯度石英管(10)内设有碳源(9)，所述第二高纯度石英管(10)的上端安装有第二密封装置(11)，所述第二密封装置(11)通过管路与第二压力表(12)和三通阀门(7)连接，所述三通阀门(7)通过管路还连接有真空系统(6)；

所述第一密封装置(2)包括上压盖(21)、下压盖(22)、锁紧螺丝(23)、O型密封圈(24)和环形密封垫圈(25)，所述下压盖(22)紧密贴合于第一高纯度石英管(1)的端部侧壁上，且下压盖(22)和第一高纯度石英管(1)之间留有环形槽体，所述环形槽体内设有O型密封圈(24)，所述上压盖(21)通过锁紧螺丝(23)与下压盖(22)固定安装，且上压盖(21)的表面设有与环形槽体匹配的环形压板，所述上压盖(21)和第一高纯度石英管(1)之间设有环形密封垫圈(25)，所述第二密封装置(11)与所述第一密封装置(2)结构相同。

2.根据权利要求1所述的一种制备高纯材料的新型器皿密封装置，其特征在于：所述锁紧螺丝(23)的数量至少为四个，且均匀分布于上压盖(21)和下压盖(22)的边缘。

3.根据权利要求1所述的一种制备高纯材料的新型器皿密封装置，其特征在于：所述接头(4)为快速接头或快封接头。

4.使用如权利要求1所述的一种用于高纯材料制备的石英器皿渗碳的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：开启所述高温加热炉(4)和所述真空系统(6)，观察第一压力表(5)，确保第一高纯度石英管(1)内为负压；

第二步：开启所述可控温加热炉(8)，使碳源(9)挥发，观察第二压力表(12)，确保第二高纯度石英管(10)内为正压；

第三步：开启所述三通阀门(7)将所述碳源(9)的蒸汽通过压力差从第二高纯度石英管(10)中输送至第一高纯度石英管(1)中；

第四步：控制所述高温加热炉(4)和所述可控温加热炉(8)的温度，使渗碳石英器皿(3)的表面形成一层均匀、致密、光洁如镜的碳层。