CN107955999B - 一种碳化硅纤维裂解室和碳化硅纤维裂解系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种碳化硅纤维裂解室，包括：排气主通道；设于排气主通道两侧、且与排气主通道连通的分腔室体；设于排气主通道一端的尾气排气口；分腔室体内设有：工艺气体分配室、可与工艺气体分配室连通的分腔热裂解室，位于工艺气体分配室、分腔热裂解室之间的工艺气体分配板；工艺气体分配室开设有用于工艺气体输入的工艺进气口；分腔热裂解室内设有用于放置工件的裂解室主体；工艺气体分配板上开设有工艺气体分配口。本申请提供的碳化硅纤维裂解室，与现有技术相比，其能够克服裂解过程中由于进气端和排气端裂解气的差异导致的碳化硅纤维表面质量差的问题，显著地提高碳化硅纤维表面质量，本申请还提供一种碳化硅纤维裂解系统，同样具有上述有益效果。
Description
技术领域
本申请涉及材料制备技术领域，更具体地说，尤其涉及一种碳化硅纤维裂解室，本申请还涉及一种碳化硅纤维裂解系统。
背景技术
碳化硅纤维是以有机硅化合物为原料经纺丝、碳化或气相沉积而制得具有β-碳化硅结构的无机纤维，属陶瓷纤维类，碳化硅纤维以其高强度、高模量、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优异性能而广泛应用于航空、航天、核工业、武器装备等领域。
碳化硅纤维裂解工艺是碳化硅纤维材料制备程序中非常重要的一步，传统的碳化硅裂解工艺是将多筒碳化硅纤维工件一起放置在同一个腔室内，例如上下两层在长度方向各放置10列，然而，这样的放置方法在工艺上存在缺陷，由于进气端的工艺气体较为新鲜，裂解效果较好，而排气端的工艺气体已含有前面工件反应的产物，对其裂解有抑制副作用，且副产物不能有效排出，对炉膛内碳化硅纤维工件有一定的不良影响，碳化硅纤维表面质量难以达到要求。
因此，提供一种碳化硅纤维裂解室，其能够克服裂解过程中由于进气端和排气端裂解气的差异导致的碳化硅纤维表面质量差的问题，提高碳化硅纤维表面质量，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种碳化硅纤维裂解室，其能够克服裂解过程中由于进气端和排气端裂解气的差异导致的碳化硅纤维表面质量差的问题，显著地提高碳化硅纤维表面质量，本申请还提供一种碳化硅纤维裂解系统，同样具有上述有益效果。
本申请提供的技术方案如下：
一种碳化硅纤维裂解室，包括：排气主通道；设于排气主通道两侧、且与排气主通道连通的分腔室体；设于排气主通道一端的尾气排气口；
分腔室体内设有：工艺气体分配室、可与工艺气体分配室连通的分腔热裂解室，位于工艺气体分配室、分腔热裂解室之间的工艺气体分配板；
工艺气体分配室开设有用于工艺气体输入的工艺进气口；
分腔热裂解室内设有用于放置工件的裂解室主体；
工艺气体分配板上开设有工艺气体分配口。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，工艺气体分配板上开设有工艺气体分配口具体为：工艺气体分配板上开设有竖直长条形口。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，工艺气体分配板上开设有工艺气体分配口具体为：工艺气体分配板上开设有通气圆孔。
更进一步地，通气圆孔至少为两个，且呈直线分布于工艺气体分配板上。
当然也可以是，通气圆孔呈方形阵列分布于工艺气体分配板上。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，工艺气体分配口的开口面积可调。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，分腔裂解室具体为4至8个，且排气主通道两侧的分腔裂解室的个数相等。
更进一步地，分腔裂解室具体为6个，排气主通道两侧各设置有3个分腔裂解室。
更进一步地，位于排气主通道同一侧的分腔裂解室中，任意相邻的两个分腔裂解室之间的距离均相等。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，裂解室主体内设有用于放置工件的托架。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，工艺进气口设置于工艺气体分配室远离排气主通道的一侧。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，排气主通道远离尾气排气口的一侧设有清理口。
一种碳化硅纤维裂解系统炉体，包括：炉体，设于炉体内的保温层，设于保温层内的加热室，加热室内设有如上所述的碳化硅纤维裂解室。
本发明提供的一种碳化硅纤维裂解室，与现有技术相比，本发明涉及的碳化硅纤维裂解室包括有排气主通道，排气主通道两侧设有分腔室体，分腔室体能够与排气主通道连通，排气主通道设有尾气排气口，分腔室体内设有工艺气体分配室、可与工艺气体分配室连通的分腔热裂解室、气体分配板，工件放置于分腔热裂解室，工艺气体分配板上开设有工艺气体分配口，在裂解过程中，工艺气体分配室内通入有工艺气体，工艺气体可经过位于气体分配上的工艺气体分配口进入分腔热裂解室，由于排气主通道两侧设置多个独立的分腔室体，通入各个分腔室体内的工艺气体可进行独立控制；在分腔热裂解室内，经过单个碳化硅纤维工件的工艺气体可保持新鲜，此外，碳化硅纤维工件的副产物能够及时排出至排气主通道，各分腔热裂解室之间的碳化硅纤维工件不会受到交叉污染，显著地提高了碳化硅纤维工件的表面质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种碳化硅纤维裂解室的结构示意图；
图2为现有的碳化硅纤维裂解工艺中，碳化硅纤维工件一起放置在同一个腔室内的示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请如图1至图2所示，本申请实施例提供一种碳化硅纤维裂解室，排气主通道1；设于排气主通道1两侧、且与排气主通道1连通的分腔室体2；设于排气主通道1一端的尾气排气口3；
分腔室体2内设有：工艺气体分配室4、可与工艺气体分配室4连通的分腔热裂解室5，位于工艺气体分配室4、分腔热裂解室5之间的工艺气体分配板6；
工艺气体分配室4开设有用于工艺气体输入的工艺进气口41；
分腔热裂解室5内设有用于放置工件的裂解室主体51；
工艺气体分配板6上开设有工艺气体分配口61。
目前，现有的碳化硅裂解工艺为将多筒碳化硅纤维工件7一起放置在同一个腔室，比如上下2层长度方向10列放置，如图2所示，按照图2所示的放置方式进行放置，随着裂解的进行，工艺气体新鲜度逐渐下降，而副产物浓度逐渐上升，即进气端的工艺气体较为新鲜，裂解效果好一些，然而排气端的工艺气体已含有前面工件反应的产物，对其裂解有抑制副作用，同时副产物不能有效排出，对炉膛内所有碳化硅纤维工件7有一定附着影响，碳化硅纤维表面质量难以达到预期效果。
为克服上述技术问题，本发明实施例提供的一种碳化硅纤维裂解室，与现有技术相比，排气主通道1两侧设有分腔室体2，分腔室体2能够与排气主通道1连通，排气主通道1设有尾气排气口3，分腔室体2内设有工艺气体分配室4、可与工艺气体分配室4连通的分腔热裂解室5、气体分配板6，工件放置于分腔热裂解室5，工艺气体分配板6上开设有工艺气体分配口61，在裂解过程中，工艺气体分配室4内通入有工艺气体，工艺气体可经过位于气体分配上的工艺气体分配口61进入分腔热裂解室5，由于排气主通道1两侧设置多个独立的分腔室体2，通入各个分腔室体2内的工艺气体可进行独立控制；在分腔热裂解室5内，经过单个碳化硅纤维工件7的工艺气体可保持新鲜，此外，碳化硅纤维工件7的副产物能够及时排出至排气主通道1，各分腔热裂解室5之间的碳化硅纤维工件7不会受到交叉污染，显著地提高了碳化硅纤维工件的表面质量。
本实施例提供的碳化硅纤维裂解室的具体工作过程为：碳化硅纤维工件7被放置在裂解室中，工艺气体从工艺气体进气口充入，经工艺气体分配室4和工艺气体分配板6将气体充入裂解室主体51，实现有效裂解碳化硅纤维工件7，并将产生的副产物及时排入排气主通道1，最终从尾气排气口3排放而出。
本发明实施例中，工艺气体分配板6上开设有工艺气体分配口61具体为：工艺气体分配板6上开设有竖直长条形口。
本发明实施例中，工艺气体分配板6上开设有工艺气体分配口61具体为：工艺气体分配板6上开设有通气圆孔。
具体地，通气圆孔至少为两个，且呈直线分布于工艺气体分配板6上。
具体地，通气圆孔的孔径可调。
当然也可以是，通气圆孔呈方形阵列分布于工艺气体分配板6上。
需要说明的是，在本实施例中，工艺气体分配板6及位于工艺气体分配板6上的工艺气体分配口61可根据碳化硅纤维工件7结构特征以及尺寸进行设计和布置，工艺气体分配板6的形状和大小规格可根据具体使用情况而设定，工艺气体分配口61的形状、大小、排布方式并不限于某一种特定情况，可根据具体工艺环境进行设定。
本发明实施例中，工艺气体分配口61的开口面积可调，提高了碳化硅纤维裂解室的适用灵活性。
本发明实施例中，分腔裂解室具体为4至8个，且排气主通道1两侧的分腔裂解室的个数相等。
具体地，分腔裂解室具体为6个，排气主通道1两侧各设置有3个分腔裂解室。
更具体地，位于排气主通道1同一侧的分腔裂解室中，任意相邻的两个分腔裂解室之间的距离均相等。
本发明实施例中，裂解室主体51内设有用于放置工件的托架。
本发明实施例中，工艺进气口41设置于工艺气体分配室4远离排气主通道1的一侧；
具体地，工艺进气口41设置于工艺气体分配室4远离排气主通道1的一侧的顶端。
本发明实施例中，排气主通道1远离尾气排气口3的一侧设有清理口8。
一种碳化硅纤维裂解系统炉体，包括：炉体，设于炉体内的保温层，设于保温层内的加热室，加热室内设有如上所述的碳化硅纤维裂解室。
在碳化硅纤维裂解炉体内，进入每个裂解室主体51内的工艺气体可以独立控制，裂解室主体51内放置的单个碳化硅纤维工件7周围的工艺气体都能够保持新鲜，单个碳化硅纤维工件7的副产物不易附着与通道内壁，可及时排出至排气主通道1内，并从尾气排气口3排放出，各裂解室主体51之间的碳化硅纤维工件7不会受到交叉污染；显著地提高了碳化硅纤维工件的质量。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种碳化硅纤维裂解室，其特征在于，包括：
排气主通道；
设于所述排气主通道两侧、且与所述排气主通道连通的分腔室体；
设于所述排气主通道一端的尾气排气口；
所述分腔室体内设有：工艺气体分配室、可与所述工艺气体分配室连通的分腔热裂解室，位于所述工艺气体分配室、所述分腔热裂解室之间的工艺气体分配板；
所述工艺气体分配室开设有用于工艺气体输入的工艺进气口；
所述分腔热裂解室内设有用于放置工件的裂解室主体；
所述工艺气体分配板上开设有工艺气体分配口；
所述排气主通道两侧设置多个独立的所述分腔室体；
所述工艺进气口设置于所述工艺气体分配室远离所述排气主通道的一侧。
2.根据权利要求1所述的碳化硅纤维裂解室，其特征在于，所述工艺气体分配板上开设有工艺气体分配口具体为：所述工艺气体分配板上开设有竖直长条形口。
3.根据权利要求1所述的碳化硅纤维裂解室，其特征在于，所述工艺气体分配板上开设有工艺气体分配口具体为：所述工艺气体分配板上开设有通气圆孔。
4.根据权利要求3所述的碳化硅纤维裂解室，其特征在于，所述通气圆孔至少为两个，且呈直线分布于所述工艺气体分配板上。
5.根据权利要求1所述的碳化硅纤维裂解室，其特征在于，所述工艺气体分配口的开口面积可调。
6.根据权利要求1所述的碳化硅纤维裂解室，其特征在于，所述分腔裂解室具体为4至8个，且所述排气主通道两侧的所述分腔裂解室的个数相等。
7.根据权利要求1所述的碳化硅纤维裂解室，其特征在于，所述裂解室主体内设有用于放置工件的托架。
8.根据权利要求5所述的碳化硅纤维裂解室，其特征在于，所述排气主通道远离所述尾气排气口的一侧设有清理口。
9.一种碳化硅纤维裂解系统：其特征在于，包括：炉体，设于所述炉体内的保温层，设于所述保温层内的加热室，所述加热室内设有如权利要求1至8任意一项所述的碳化硅纤维裂解室。
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