CN1071725C - 放置在环形堆垛中的致密基片的温度梯度化学气相渗透法 - Google Patents

Abstract

待致密化的基片(10)放置在形成内部通道(26)和基片之间的间隙的至少一个环形堆垛(20)中。通过在每个基片中形成温度梯度，例如通过直接电感耦合以非均匀方式加热基片，使基片的远离其暴露于引入气体的表面的部分的温度高于其暴露表面的温度。在靠近反应腔第一纵向端的堆垛端部，为含有被淀积的物质的至少一种前体的气体在反应腔(30)中形成通至由基片堆垛的内部和外部构成的两个容积之一的通道，在远离反应腔第一纵向端的堆垛端部，向其形成气体通道的容积(26)被封闭。

Description

放置在环形堆垛中的 致密基片的温度梯度化学气相渗透法

本发明涉及用于使放置在环形堆垛中的多孔基片致密化的化学气相渗透方法，上述基片基本是圆形对称的，带有中央通道或中央孔，它们放置在至少一个堆垛中，堆垛限定一条由基片中央孔形成的内部通道。

本发明特别适用于制造使用含有由基质致密化的多孔基片或“压片(preform)”的复合材料制成的零件，特别是通过使环形纤维压片致密化来制造复合材料的制动盘。

为了制造复合材料的零件，特别是使用由耐火基质(例如碳或陶瓷)致密化的耐火纤维压片(例如碳纤维或陶瓷纤维压片)构成的耐热结构复合材料制成的零件，通常的作法是使用化学气相渗透法。上述零件的实例是碳-碳(C-C)复合材料制动盘，特别是飞行器制动盘。

通过化学气相渗透使多孔基片致密化包括：将基片放置在渗透设备的反应腔中，为使基片致密化，将一种气体引入反应腔，在反应腔中气体的一种或多种成分构成准备淀积在压片内的基质的前体。渗透的条件，特别是气体的浓度和流动速率，以及反应腔中的温度和压力经过选择以便使气体能够扩散在基片的可达到的内部孔隙中，因而通过气体成分的分解或通过气体多种成分之间的反应使需要的物质淀积在其中。

热解碳的化学气相渗透所需的条件早已被本专业技术人员所熟知。碳前体是烷烃、烷基或烯烃，一般是丙烷、甲烷或其混合物。例如，渗透是在大约1000℃的温度。大约1KPa的压力下进行的。非碳材料，特别是陶瓷材料的化学气相渗透所需的条件也是公知的，可具体参阅文献FR-A-2401888。

在化学气相渗透的工业设备中，共同的作法是使用支承工具将准备同时致密化的多个基片或压片装载到反应腔中。当压片为环形时，它们可以放置在反应腔的纵向上的堆垛中。基片通过下述方式升至需要的温度：一般由石墨制成并限定反应腔内部容积的敏感元件(susceptor)与位于反应腔外侧的感应初级线圈电磁耦合产生加热作用。含有准备淀积在压片内的物质的前体的气体在反应腔的一个纵向端被引入而在相反端借助泵装置排出。这种气在到达准备致密化的压片前一般经过预热，例如通过穿孔预热板预热。

化学气相渗透是一种需要长时间的过程。为了满足工业规模的生产需要，最好能够同时使尽可能多的基片致密化，同时保证所有的基片以相同的方式致密化。具体来说，所有的基片必须用具有相同微观结构的基质达到相同的致密程度。

为此目的，文献WO-A-96/33295提出，将环形压片放置在一个或多个在反应腔纵向延伸的堆垛中，每个堆垛限定一条内部通道。在每个堆垛中的压片相互用垫片间隔开来，在压片间形成间隙，同时能够使气体从堆垛的内部向外部流动。在反应腔的一个纵向端为最好经过预热的气体形成通至由堆垛的内部或外部构成的两个容积之一形成通道，气体通入的该容积在反应腔的另一纵向端被封闭。气体从进气口流入反应腔，通过从堆垛内部至外部或反向地流动而从反应腔排出，使气体流过压片之间的空间并扩散进压片内，同时在堆垛的内部和外部保护相同的压力。

在文献US-A-5 580 678中公开了另一种技术方案，它也包括：将环形压片放置在沿反应腔纵向延伸且限定一条内部纵向通道的堆垛中。借助完全围绕压片中央孔的环形垫片使压片相互间隔开来。预热的气体引入堆垛的内部纵向通道的一端，该通道在其相反端被封闭。因此，在堆垛的内、外部形成压差，迫使气体流过压片，分开压片的垫片并不形成泄漏流。

在均匀的压力下工作，带有定向气流或者带有强制气流压力梯度的上述化学气相渗透设备能够使很大数量的多孔基片同时以均匀的方式被处理。尽管如此，仍需要加以改进，特别是需要在每个基片的致密化中减小不均匀性。

虽然所有基片基本以相同的方式被致密化，但是在每个基片内仍现察到致密梯度，远离暴露于气体的表面的基片区域中的致密度小于在上述表面处的致密度。这是大家熟知的现象，其中，气体开始扩散的基片＾区域容易更快地致密化。甚至还可能发生下述情况：首先暴露于气体的表面过早地，即，在压片的芯部达到需要的致密化程度之前就被封闭。这样就必须中断致密化过程，从渗透设备中取出部分致密化的基片，进行机加工使其“剥皮”以再度打开表面孔隙。除了显著延长了致密化所需时间总量及引起严重的材料消耗以外，这种剥皮操作需要使基片的制造尺寸大于准备生产的零件的尺寸，因而使其笨大，使可装入反应腔的基片数目小于在无需剥皮操作的情况下可装入的基片数目。

为了避免这些缺陷，文献PCT/US 95/15039提出通过分两阶段进行致密化的方式对US-A-5 480 678中所述工艺方法的改进，在第一阶段中象在US-A-5 480 678中那样带有压力梯度和强制气流，而在第二阶段中，借助恒温化学气相渗透，或借助使强制气流相对于基片的流向逆转，或借助使用液体技术(用液态的基质前体浸渍及通过加热使前体转变)来进行致密化。这样就会使整个致密化过程复杂化，特别是如果需要中断工艺过程以便在两个致密化阶段之间从反应腔取出基片的话。

本发明的目的是改进放置在环形堆垛中的多孔基片的化学气相渗透，以便减小在各基片中致密化的不均匀性，但是无需分两个阶段进行致密化。

为实现上述目的，本发明的方法包括：

在渗透设备的反应腔中装载待致密化的碳纤维基片，这些基片设置在沿反应室纵向延伸的至少一个环形堆垛中，并且形成内部通道，该通道带有在基片间形成的间隙；

通过与包围堆垛的感应初级线圈直接耦合而加热上述基片；

将一种气体引至反应腔的第一纵向端附近，该气体含有在所述多孔基片中被淀积的物质的至少一种气态前体；

为向着由基片堆垛内、外部构成的两个容积之一引入反应腔的气体形成通至堆垛的较靠近反应腔第一纵向端的端部的通道，气相通道通入的容积在离反应腔第一纵向端较远的一端被封闭；

从反应腔排出残余气体；

所述方法的特征在于：

在每个基片内形成温度梯度，从而以非均匀方式加热基片，使远离暴露于引入气体的基片表面的基片部分的温度高于上述暴露表面的温度。

在准备致密化的基片中带有温度梯度的化学气相渗透法是公知的，特别是为了抵销致密梯度和在暴露于气体的基片表面上的孔隙的过早封闭的目的。这个原理具体描述在W.V.Kotlensky所著的题为“论多孔基片的CVD(化学气相淀积)碳渗透”的论文中，该论文1971年4月21日发表在美国Anaheim的第16届National SAMPE Symposium中。

鉴于带有温度梯度的化学气相渗透法已经结合单一基片的致密化作过描述，本申请人已经能够表明令人惊讶的是，这种方法完全适用于放置在环形堆垛中的多个基片，而且无需用于实现基本非均匀加热的复杂装置。

有利的是，加热是通过感应初级线圈(induction primary)和待致密化的基片之间的直接电感耦合进行的。这里使用的术语“直接电感耦合”是指只在感应初级线圈和待致密化的基片之间的耦合，无需使用单独的感应次级线圈或敏感元件(susceptor)。带有在感应初级线圈和导电纤维特别是碳或石墨纤维或涂有碳或石墨的纤维之间的直接电感耦合的化学气相渗透描述在本申请人的文献WO-A-95/11867,WO-A-95/11868和WO-A-95/11869中。

一个感应初级线圈围绕基本的环形堆垛设置，最好设置在反应腔内，在这种情况下，它可以由嵌在绝热体如水泥中的冷却感应线圈构成。因此，可以避免不理想的加热，使线圈和绝热体构成的组件处于不能使气体在其上形成寄生淀积的低温下。另外，冷却面对冷却感应初级线圈的基片表面有助于形成相对基片芯部中最热区域而言的温度梯度而不管电感耦合固有的集肤效应。

感应初级线圈的供电频率要考虑到集肤效应、基片的电学和热学特性及基片表面通过辐射和/或对流的冷却，作为基片最热部分所需要的位置的函数进行选择。该频率一般在150Hz至10,000Hz的范围内，最好在1000Hz至2000Hz的范围内。

通入气体的容积最好在远离引入气体的端部由绝热体封闭。因此，可避免从堆垛端部的热损失，在反应腔的纵向上从堆垛一端至另一端可保持基片的相同温度状态。

本发明方法的优点在于致密化是在单一的操作中进行的，无需中断，即，无需中间停顿以便对基片进行剥皮，即，无需从第一致密化阶段向第二致密化阶段过渡。

无需进行剥皮，这就能够采用尺寸接近于准备生产的零件的尺寸的基片。通过减小在现有技术中在剥皮时舍弃的基片部分的额外厚度，在反应腔中一定的工作容量可用来同时使更多的基片致密化。

现在对照以下附图非限定性地描述本发明的实施例。

图1的示意图表示本发明的用喷射的反应气流使环形堆垛中的基片致密化的方法；

图2是表示图1细部结构的视图；

图3是表示图1的基片中的温度梯度的曲线图；

图4和5的示意图表示图1所示方法的两种变化形式；

图6的示意图表示为了用反应气体的强制气流使环形堆垛中的基片致密化而实施本发明方法的情形；

图7是表示图6的细部结构的视图；

图8的曲线图中的曲线表示图6的基片中的温度梯度；

图9的示意图表示图6方法的一种变化形式；

图10是图9的细部结构的视图；

下面的描述涉及多孔基片的致密化，多孔基片是由用碳-碳复合材料制造制动盘的环形压片(preform)构成的。尽管如此，本发明的方法可用于其它类型的基片，只要多孔基片具有中央通道或中央孔，并且适于放置在环形堆垛中即可。

图1表示一批多孔环形碳纤维压片，以便由热解碳基质致密化，例如，一批飞行器制动盘的压片。压片是由针缝连合在一起的碳纤维叠层构成的。在文献US-A-4 790 052中具体地描述了一种制造碳纤维压片的方法，上述压片是堆置并针缝在一起的平的叠层构成的。

压片10在一个反应腔30中放置在竖直堆垛20中，由竖直轴线的外壳32包围，外壳32具有底部32a和盖32b。

含有一种或多种碳前体(carbon precursors)的气体通过穿过底部32a的输送管34送入腔30。形成热解碳的这种气体例如是由作为碳前体的丙烷和天然气构成的。残余气体借助穿过盖32b的排放管36从腔30的顶部排出。排放管36连接一个泵装置(未画出)，该泵装置能在腔中形成需要的压力。

送入腔30的气体可以通过穿孔预热板40而预热，上述穿孔预热板40借助隔件42相互分隔且与底部32a分隔开来。举例来说，板40和隔件42是由石墨制成的。

预热的气体可以穿过一个扩散板44，该扩散板借助一个环形支座45设置在底部32a上。扩散板44具有多通道44a，这些通道44a规则地间隔开来以便按照均匀的方式分配气体。

堆垛20设置在支承板22上，支承板22又借助环形块24设置在扩散板44上。支承板22设有一个中央孔22a。堆置的压片10与中央孔22a竖直对准，中央孔22a的直径等于或稍大于压片10的内径。这样，竖直对准的压片堆垛20形成一条呈烟囱状的中央通道26，该中央通道是由压片的中央孔构成的。通道26的顶端由实心筛板28封闭。

中间薄件12或称“垫片”在堆垛20中设置在压片10之间或至少设置在堆置的压片组之间。举例来说，垫片呈径向延伸的条状，这样就可以使堆垛的内部和外部之间发生连通。类似的垫片也放置在支承板22和其上的第一个压片之间，以及筛板28和堆垛20的最后一个压片之间。由垫片12这样形成的每个间隙14提供了一条通道，气体通过该通道可在堆垛20(图2)的内部和外部之间泄漏。因此，中央通道26和反应腔30的内部容积之间的压力是平衡的，气体可以从其面对主平面开始扩散到压片10内。

经过预热的气体从扩散板44通向由堆垛20的中央通道26构成的容积。为此目的，设置在支承板22和扩散板44之间的块24是实心环，其内径等于或大于孔22a的直径，它包围该孔。扩散板44设有穿孔，只有这些穿孔才通入通道26。通入通道26的气体从堆垛20的内部流向外部，达到堆垛外部的反应腔30的容积38，从那里通过排放管36排出。

压片借助感应初级线圈50加热至进行化学气相渗透所需要的温度，感应初级线圈50在反应腔30内包围堆垛20并且与堆垛20具有相同的竖直轴线。

感应初级线圈50设置在支承板22上，包括嵌在绝热耐火材料如水泥的套筒54中的感应线圈52。该线圈由承送冷却液如水的中空绕组56构成，并连接于反应腔30外的一个热交换器(未画出)。线圈52通过与电源线路58的连接而供电。在一种变型中，线圈可以采用实心导线，在套筒54中容纳单独的冷却回路。

由于上述配置，压片10通过每个压片和线圈52之间的直接电感耦合加热。如上述文献WO-A-95/11869中所述，针缝起来的碳纤维制成的压片完全适于提供满意的直接电感耦合，只要纤维的体积部分，即，压片体积实际由纤维所占的百分比最好至少为20％或者甚至至少为25％即可。

人们知道感应是通过感应电流的焦耳效应加热物体的，上述电流集中于表面(集肤效应)。随着向感应初级线圈供电的频率的增加，这种集中于表面的现象会更为显著。

在本例中，尽管有集肤效应，由于选择了适当的频率，同时考虑到压片面对冷却的感应初级线圈的侧面本身通过辐射冷却的方式，因而在压片中可以获得图3所示轮廓的温度梯度。沿压片半径，在内圆周和外圆周之间，温度从温度Tml上升至中径附近的温度Tmax，然后下降至温度Tm2。

最适于获得这种梯度的频率取决于若干参数：纤维的精确性质、压片的半径尺寸、电阻率和导热系数的值……

作为一种指示，对于针缝碳纤维压片来说，取决于纤维百分率和压片的半径尺寸，最佳的频率在大约150Hz至大约10,000Hz的范围内。向感应初级线圈供应的电力选择得使温度Tmax不低于基质材料形成淀积所需要的温度，例如，当前体是丙烷时，它保持在大约1050℃的值上。在渗透过程开始时，温度Tm1和Tm2与温度Tmax的差至少为100℃。随着渗透的继续进行，致密化前缘从压片的中圆周移向内和外圆周，温度Tmax和温度Tm1及Tm2之间的温度差减少。

支承板22、块24、垫片12和筛板28是使用不适于与感应初级线圈50耦合的材料，例如，耐火氧化物如氧化铝、二氧化硅制成的，或者它们使用陶瓷制成。这种材料可以是实心的，或者也可以由压实的纤维织物如致密的毡制成。由于其绝热性质，支承板22和筛板28阻止从堆垛20端部的热损失。因此，所有的压片10承受相同的温度条件。

还可以观察到，温度梯度在压片的内、外圆周之间形成，但是不在其主平面之间形成。因此，沿堆垛20的竖直直线观测到的温度可以是基本相同的。另外，在一个压片的每个基本的竖直区域中，在区域的厚度上，致密化是在恒压、恒温条件下发生的。

实例

图1所示的那种类型的装载是用制动盘环形压片构成的，环形压片包括碳纤维，使用预先氧化的聚丙烯腈前体。压片是用文献US-A-4790 052所述的针缝在一起的碳纤维叠层制成的，纤维体积比等于25％。

压片都是相同尺寸的，即，内径为120mm，外径为370mm，厚度为40mm.3mm宽的间隙借助二氧化硅垫片在堆垛的压片之间形成。

使用25％体积的丙烷和75％体积的天然气构成的气体同时使一组六个压片致密化。感应初级线圈供电频率为1500Hz，功率能使压片最热区域升至1030℃的温度。最高温度是借助设在压片中圆周上的传感器监测的。在内、外圆周处的最低温度借助传感器监测，在渗透过程开始时大约为930℃至950℃。

致密化持续进行直至残余孔隙度为10％为止。所需时间为300小时。通过光学显微镜对这样形成的制动盘试样切口进行的观察表明致密化是令人满意的。

对比来说，文献WO-A-96/33295描述了对相同一批压片但是在恒温和恒压下进行的致密化过程需要中间剥皮操作并且总共需要800小时才能达到相同的致密化程度。

图4表示图1方法的一种变化形式。

在这种变化形式中，在同一个反应腔中设置多个压片10的竖直堆垛20,20′,20″。每个堆垛20,20′,20″由属于各自的感应初级线圈50,50′,50″包围。在这些感应初级线圈之间使用屏敝(未画出)以避免相互作用。

堆垛20,20′,20″和感应初级线圈50,50′,50″设置在共用支承板22上。支承板22具有与压片堆垛中的中央通道26,26′,26″竖直对准的孔22a,22′a和22″a。来自扩散板22的气体通至通道26,26′,26″。为此目的，放置在支承板22和扩散板44之间的块24,24′,24″设有只与通道26,26′,26″对准的穿孔44a。屏板28,28′,28″封闭通道26,26′,26″的顶端。

因此，通至通孔26,26′,26″的气体从堆垛20,20′,20″的内部流向外部，进入容积38，从那里通过排放管36排出。穿孔的顶板46可以放置在堆垛20,20′,20″上方，使残余气流在容积38中均匀开来。板46通过腿部48放置在屏板28,28′,28″上，腿部48是不导电的耐火材料，例如与用作支承板22、压片10之间的垫片12和屏板28的材料相同。

图4的变化形式用来增加可同时致密化的压片数目。如图5所示，也可以设想将压片10的多个竖直堆垛20,20′与其有关的感应初级线圈50,50，一起沿反应腔30的一条共用竖直轴线放置。堆垛和感应初级线圈设置在底部支承板22和中间支承板22′上，两支承板设有与压片中央孔对准的孔22a,22′a，以便形成一个输送气体的连续通道26。通道26的顶端由一个屏板28封闭。中间支承板22′通过腿部23设置在底部支承板22上。感应初级线圈50,50′由水冷式水泥涂覆的线圈构成。供电回路和感应初级线圈冷却回路通过中间支承板22′串联起来。图4和5的实施方式自然可以通过下述方式组合起来：在一个反应腔中设置多个组件，每个组件包括多个竖直对准的压片的竖直堆垛。

图6和7表示本发明的另一个实施方式，其中使用带有强制气流的化学气相渗透，强制气流在准备致密化的压片中形成一个压力梯度。

图6的实施例与图1的实施例的不同之处在于：压片110之间的垫片112是由实心环构成的，实心环使压片之间的间隙与堆垛120的外部隔绝开来，在本实例中，所有实心环都位于压片的圆周上。

由穿过反应腔130的底部132a的输送管134引入的气体通过多个穿孔的预热板140而被加热。其后，气体流过扩散板144上的孔144a经由支承板122的中央孔122a到达堆垛120的中央通道126。支承板122通过隔件124设置在扩散板144上，隔件124呈围绕孔122a的环状。通道126在顶部由屏板128封闭。

压片通过与图1的感应初级线圈50相同的水冷式水泥涂覆的感应初级线圈150的直接电感耦合加热。

到达压片堆垛的内部通道126的气体不通过压片110(图7)扩散就不能流入反应腔130的在堆垛外部的容积138中。所产生的压头损失在堆垛的内部和外部之间形成压差。残余气体经由穿过盖132b的排放管136从容积138排出。

压片的电感加热在其内形成温度梯度。压片110的最热区域最好远离首先与气体接触的表面。由于基质淀积优先发生在最热部分，和/或如果淀积是以反应的方式进行，那么基质淀积优先发生在具有最高局部压力的部分，因而可以避过早堵塞气体进口表面和残余气体出口表面的孔隙。因此，在内圆周和外圆周之间，沿压片半径的温度曲线如图8所示。温度从内圆周处的值T′m1升至中间区域的最大值T′max，然后，降至面对冷却式感应初级线圈的外圆周处的值T′m2。通过比图3所示的情形更偏重于集肤效应的方式可以获得这样的曲线。在相似的渗透条件下(相同的碳前体)，T′max和T′m1和T′m2的值可以接近于在图1至3所示的实施例中的Tmax和Tm1和Tm2的相应值。

到达堆垛120外部的残余气体经由穿过盖132b的排放管从反应腔的容积138排出。

图6和8所示的方法的一个变化形式表示在图9和10中。

这种变化形式具有相同的反应腔130，它装有一个包围压片110的堆垛120的感应初级线圈150。

垫片112和112′放置在压片110之间，也放置在板122和堆垛的底部压片之间，以及堆垛的顶部压片和屏板128之间。

在这个变化实施方式中，象图6所示的情形那样放置在压片110的外周缘的垫片112与放置在压片110内周缘附近的垫片112′交错设置。垫片112和112′呈实心环形式，其以无泄漏方式将中央通道126与反应腔130的堆垛120外的容积128隔绝开来。

因此，气体被迫以图10中箭头所示的方式流过压片110。与图6方法相似，压片的电感加热在压片中产生温度梯度。

垫片112和112′在堆垛中的竖直方向交错设置，这样就可以增加已通过压片的气体的出口面积，这样就可以在遭遇堆垛内、外部间太大的压差之前延长致密化，上述太大的压差可能引起同质的气体在堆垛中的成核现象(烟灰沉积)。

在上面设想的实施方式中，气体向上流过反应腔。

也可以使气体以相反的方向流动，在堆垛顶部引入气体，从堆垛底部排出残余气体。在这种情况下，气体借助位于压片堆垛上方，及可能因而受到支承的板来预热和分配。

图6,9和11所述的实施例的变化形式，带有多个竖直堆垛，其设有相应的感应初级线圈且全部设想在一个共用的反应腔中，这些变化形式也可以按照与图4和5所示类似的方式，在堆垛中的压片之间设置间隙，尽管被封闭以避免留下任何泄漏通道。

在上面的描述中假定气体被引入压片堆垛的内部，并且以定向流或以强制流的方式向外流动。也可以使气体以相反的方向流动，将气体通入反应腔的在压片堆垛外的容积中，该容积在与引入气体端相反的端部是封闭的。残余气体则从堆垛的内部容积排出。在图6中，垫片需要放置得接近压片的内圆周，然而在图11中，垫片的设置则可保持不变。

另外，虽然最好用碳纤维来制造压片，使压片具有需要的电阻率和导热系数特性，但是，也可以使用其它纤维如石墨纤维，或涂覆碳或石墨的其它的纤维，最好是耐火纤维如陶瓷纤维。

另外，所使用的压片也可以不是采用堆叠并用针缝起来的叠层制成的，例如用纤维体积比值相对较高的毡制成的压片，上述比值推荐为至少15％，最好为至少25％。

最后，当反应腔内装单一的压片竖直堆垛或多个重叠的竖直堆垛时，可以将感应初级线圈设置在反应腔外。包围压片堆垛的反应腔壁则由可透过电磁波的耐火材料如二氧化硅制成。这种配置中，所使用的气体可以不必与构成套筒54的材料化学相容，例如采用含有碳化硅的前体甲基三氯硅烷的气体。

Claims (17)

1．一种化学气相渗透法，其用于使具有一中央孔的多孔碳纤维基片致密化，该方法包括：

在渗透设备的反应腔中装载待致密化的基片，这些基片设置在沿反应腔纵向延伸的至少一个环形堆垛中，并且形成内部通道，该通道带有在基片间形成的间隙；

通过与包围堆垛的感应初级线圈直接耦合而加热上述基片；

将一种气体引至反应腔的第一纵向端附近，该气体含有在所述多孔基片中被淀积的物质的至少一种气态前体；

为向着由基片堆垛内、外部构成的两个容积之一引入反应腔的气体形成通至堆垛的较靠近反应腔第一纵向端的端部的通道，气相通道通入的容积在离反应腔第一纵向端较远的一端被封闭；

从反应腔排出残余气体；

所述方法的特征在于：

在每个基片内形成温度梯度，从而以非均匀方式加热基片，使远离暴露于引入气体的基片表面的基片部分的温度高于上述暴露表面的温度。

2．如权利要求1所述的方法，其用于使环形基片致密化，其特征在于：在每个基片的位于其内、外圆周之间的部分，以及在所述基片的位于内、外周附近的部分形成温度梯度。

3．如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基片沿着与反应腔纵向平行的直线被提高基本相同的温度。

4．如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基片在反应腔中装载在多个环形堆垛中。

5．如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述基片装载在反应腔中，形成至少一个组件，该组件包括多个在反应腔纵向上对准环形堆垛，这些环形堆垛具有相互连通的内部通道。

6．如权利要求1所述的方法，其特征在于：感应初级线圈在反应腔中围绕所述堆垛设置。

7．如权利要求6所述的方法，其特征在于：感应初级线圈包括一个由循环流体冷却的一个感应线圈。

8．如权利要求1所述的方法，其特征在于：感应初级线圈在反应腔外围绕堆垛设置。

9．如权利要求1所述的方法，其特征在于：感应初级线圈所加电力的频率范围为150Hz至10,000Hz。

10．如权利要求1所述的方法，其特征在于：气体在其中形成通道的容积在堆垛的远离气体引入端的那端由绝热体封闭。

11．如权利要求1所述的方法，其特征在于：在形成环形堆垛的基片之间形成间隙，以便使堆垛的内部可与堆垛的外部连通，因而气体可在堆垛的内部和外部之间或以相反的方向流过所述间隙。

12．如权利要求1所述的方法，其特征在于：在构成环形堆垛的基片之间形成封闭的间隙，因而可使在堆垛的内部和外部之间或相反方向的气体流动以强制的方式穿过基片。

13．如权利要求12所述的方法，其特征在于：在基片之间交替地靠近基片的外周缘和靠近基片的内周缘放置环形垫片。

14．如权利要求1所述的方法，其特征在于：向着由基片堆垛的内侧构成的容积形成气体的通道，从由基片堆垛外侧构成的容积排放残余气体。

15．如权利要求1所述的方法，其用于制造碳-碳复合材料的制动盘，其特征在于：至少一个环形堆垛是由环形碳纤维制动盘压片构成的基片形成的，将至少含有热解碳前体的气体引入反应腔。

16．如权利要求15所述的方法，其特征在于：所述压片是由针缝起来的碳纤维叠层构成的。

17．如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述多孔基片是所具有的纤维体积部分不少于15％的纤维基片。

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