CN117308572B - 一种碳化硅内衬专用真空烧结炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳化硅内衬专用真空烧结炉，包括炉体和设置在炉体内部的炉膛，所述炉膛的内部固定安装有滑轨，所述滑轨的顶部活动设置有活动平台，所述活动平台的顶部设置有活动支撑机构，用于支撑碳化硅内衬，所述活动支撑机构的底部设置有驱动机构，用于驱动活动支撑机构转动；所述活动支撑机构包括用于承载碳化硅内衬的支撑盘、设置在内螺套顶部外围的围挡，以及贯穿支撑盘并与支撑盘滑动连接的活动托架。本发明通过驱动机构带动活动托架间歇性的顶起支撑盘上的碳化硅内衬，使碳化硅内衬底部受热更加均匀，并且碳化硅内衬底部不会一直与支撑盘或者活动托架接触，有利于烧结过程中挥发物质的及时排出。

Description

一种碳化硅内衬专用真空烧结炉

技术领域

本发明具体涉及一种碳化硅内衬专用真空烧结炉。

背景技术

碳化硅真空烧结是将碳源和碳化硅粉进行混合，经注浆成型，千压或冷等静压成型制备出坯体，然后进行渗硅反应，即在真空或情性气氛下将坯体加热至1500°C以上，固态硅熔融成液态硅，通过毛细管作用渗入含气孔的坯体。液态硅或硅蒸气与坯体中C之间发生化学反应，原位生成的 B-SiC 与还体中原有 SiC 颗粒结合，形成反应烧结碳化硅陶瓷材料。

目前，现有的碳化硅真空烧结炉碳化硅胚料在烧结时，其底部始终与烧结炉接触，容易导致胚料的底部温度与裸露部分的温度产生差异，并且，与烧结炉的接触部位不利于胚料中挥发物质的排出。

因此，发明一种碳化硅内衬专用真空烧结炉来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳化硅内衬专用真空烧结炉，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳化硅内衬专用真空烧结炉，包括炉体和设置在炉体内部的炉膛，所述炉膛的内部固定安装有滑轨，所述滑轨的顶部活动设置有活动平台，所述活动平台的顶部设置有活动支撑机构，用于支撑碳化硅内衬，所述活动支撑机构的底部设置有驱动机构，用于驱动活动支撑机构转动；

所述活动支撑机构包括用于承载碳化硅内衬的支撑盘、设置在内螺套顶部外围的围挡，以及贯穿支撑盘并与支撑盘滑动连接的活动托架。

优选的，所述炉体的一侧设置有用于封闭炉膛的炉盖，所述炉盖与炉体铰接。

优选的，所述炉体的底部设置有底座，所述底座与炉体之间设置有固定架，所述固定架与底座固定连接，所述固定架与炉体转动连接。

优选的，所述底座与炉体之间设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的两端分别与底座和炉体铰接，用于控制炉体晃动。

优选的，所述活动支撑机构还包括内螺套和外螺套，所述外螺套设置在支撑盘的底部，所述外螺套的底部与活动平台固定连接，所述内螺套套设在外螺套的外部，所述内螺套与外螺套螺纹连接，所述内螺套的顶端与活动托架相连接。

优选的，所述活动托架的截面形状设置为螺旋状，所述活动托架的两端均设置有限位架，所述限位架设置在支撑盘的底部，所述限位架与支撑盘固定连接。

优选的，所述支撑盘和活动托架上的表面均设置有通孔，所述通孔垂直贯穿支撑盘和活动托架。

优选的，所述活动平台的顶端固定安装有支撑架，所述支撑架设置在支撑盘的底部，所述支撑盘与支撑架转动连接。

优选的，所述驱动机构包括垂直贯穿外螺套的连接轴、套设在连接轴外部的齿轮，以及与齿轮啮合的齿条；

所述连接轴与外螺套转动连接，所述连接轴的顶端与支撑盘固定连接；

所述齿轮与连接轴固定连接，所述齿轮位于活动平台的底部；

所述齿条与活动平台平行设置。

优选的，所述活动平台的两侧均设置有限位挡板，所述限位挡板与炉膛固定连接，所述活动平台的底部两侧均固定连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧远离活动平台的一端与限位挡板相匹配。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、通过驱动机构带动活动托架间歇性的顶起支撑盘上的碳化硅内衬，使碳化硅内衬底部受热更加均匀，并且碳化硅内衬底部不会一直与支撑盘或者活动托架接触，有利于烧结过程中挥发物质的及时排出。

2、通过电动伸缩杆带动炉体左右倾斜，使活动活动平台在滑轨上左右来回滑动，配合齿条和齿轮，带动支撑盘和活动托架转动，使支撑盘和活动托架带动碳化硅内衬在炉膛的内部左右滑动，并来回转动，使碳化硅内衬受热更加均匀，并且能够搅动炉膛内部的烧结气氛，使其在炉膛内部均匀分布。

3、通过电动伸缩杆控制炉体倾斜，将电动伸缩杆的动力转化为驱动机构的重力作为输出，避免在高温的炉体内部设置动力输出构件，有利于提高本发明的使用寿命。

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发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明炉体的内部结构示意图。

图3为本发明炉膛的内部结构示意图。

图4为本发明活动托架升起时的炉膛内部结构示意图。

图5为本发明活动托架降下时的炉膛内部结构示意图。

图6为本发明活动平台的底部结构示意图。

图7为本发明活动支撑机构和驱动机构的连接结构示意图。

图8为本发明活动支撑机构的局部结构示意图。

图9为本发明活动平台的整体结构示意图。

图10为本发明支撑盘和连接轴的连接结构示意图。

图11为本发明活动托架和内螺套的连接结构示意图。

附图标记说明：

1、炉体；2、炉膛；3、活动平台；4、滑轨；5、活动支撑机构；6、驱动机构；7、炉盖；8、底座；9、固定架；10、电动伸缩杆；

51、支撑盘；52、围挡；53、活动托架；54、内螺套；55、外螺套；56、限位架；57、通孔；58、支撑架；

61、连接轴；62、齿轮；63、齿条；64、限位挡板；65、缓冲弹簧。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明提供了如图1-11所示的一种碳化硅内衬专用真空烧结炉，包括炉体1和设置在炉体1内部的炉膛2，所述炉膛2的内部固定安装有滑轨4，所述滑轨4的顶部活动设置有活动平台3，所述活动平台3的顶部设置有活动支撑机构5，用于支撑碳化硅内衬，所述活动支撑机构5的底部设置有驱动机构6，用于驱动活动支撑机构5转动；

需要说明的是，炉体1为真空烧结炉的主体部分，而炉膛2为炉体1内部的腔体，碳化硅内衬在炉膛2的内部进行烧结，滑轨4设置为两条，固定安装在炉膛2的底部，活动平台3通过滑轨4安装在炉膛2的内部，并且，活动平台3可以通过滑轨4在炉膛2的内部滑动，活动支撑机构5用于放置待烧结的碳化硅内衬，而驱动机构6与活动支撑机构5相连接，可以驱动活动支撑机构5在炉膛2的内部转动，可以变换碳化硅内衬的位置，调整其在炉膛2内部的角度，使其受热更加均匀，提高碳化硅内衬的烧结效果。

参照图2-5，在实际使用时，首先将待烧结的碳化硅内衬放置在活动支撑机构5上，通过炉体1加热炉膛2内部的碳化硅内衬，对其进行保护性烧结，并通过驱动机构6转动活动支撑机构5，使碳化硅内衬在炉膛2的内部转动，并配合活动平台3和滑轨4带动碳化硅内衬在炉膛2的内部作用来回移动，可以提高热量传递效率，并搅动炉膛2内部的惰性气体，改善炉内气氛。

所述活动支撑机构5包括用于承载碳化硅内衬的支撑盘51、设置在内螺套54顶部外围的围挡52，以及贯穿支撑盘51并与支撑盘51滑动连接的活动托架53。

需要说明的是，支撑盘51和活动托架53均用于对待烧结的碳化硅内衬的支撑，支撑盘51固定设置，而活动托架53活动设置，通过活动托架53的升降，可以使支撑盘51或活动托架53单独对碳化硅内衬进行支撑，可以避免碳化硅内衬的底部长时间与支撑盘51或者活动托架53接触，导致的接触部位的温度与裸露部位的温度不一致，同时，可以使烧结过程中挥发物质及时排出。

参照图3-7，在实际使用时，围挡52围在支撑盘51的外部，可以防止碳化硅内衬从支撑盘51的表面滑落，将碳化硅内衬限位在支撑盘51上，碳化硅内衬放置在支撑盘51上，首先活动托架53下降，碳化硅内衬的底部与支撑盘51接触，一段时间后，活动托架53上升，将碳化硅内衬顶起，使碳化硅内衬的底部与支撑盘51脱离并与活动托架53接触，如此往复，使碳化硅内衬底部受热更加均匀，并且碳化硅内衬底部不会一直与支撑盘51或者活动托架53接触，有利于烧结过程中挥发物质的及时排出。

所述活动支撑机构5还包括内螺套54和外螺套55，所述外螺套55设置在支撑盘51的底部，所述外螺套55的底部与活动平台3固定连接，所述内螺套54套设在外螺套55的外部，所述内螺套54与外螺套55螺纹连接，所述内螺套54的顶端与活动托架53相连接。

需要说明的是，驱动机构6可以带动活动支撑机构5转动，从而带动支撑盘51和活动托架53转动，而活动托架53与内螺套54相连接，通过活动托架53和支撑盘51转动，配合外螺套55和内螺套54，带动活动托架53升降。

在实际使用时，首先在驱动机构6的驱动下，活动支撑机构5发生转动，从而使其带动碳化硅内衬随之转动，内螺套54与活动托架53相连接，而外螺套55固定在活动平台3上，从而使内螺套54与外螺套55发生转动，带动与内螺套54相连接的活动托架53升降，使其间歇性的顶起碳化硅内衬，使碳化硅内衬底部不会长时间与支撑盘51或者活动托架53接触，使其受热更加均匀。

所述活动托架53的截面形状设置为螺旋状，所述活动托架53的两端均设置有限位架56，所述限位架56设置在支撑盘51的底部，所述限位架56与支撑盘51固定连接。

需要说明的是的，支撑盘51上设置有螺旋状的槽口，而活动托架53与之相匹配，并且槽口的底部以及活动托架53的顶端设置有倒角，可以使活动托架53脱离支撑盘51后，可以更方便的插入支撑盘51上的槽口中。

并且，通过将活动托架53设置为螺旋状，使活动托架53和支撑盘51的顶端与碳化硅内衬的接触面均匀分布，可以使支撑盘51或者活动托架53能够独立的支撑其碳化硅内衬，使碳化硅内衬不会随着支撑盘51和活动托架53的交替而发生位移，而位于活动托架53两端的限位架56，可以在活动托架53下降并脱离支撑盘51后，继续对活动托架53进行限位，避免活动托架53脱离出支撑盘51上对应的槽口。

在实际使用时，随着支撑盘51的转动，内螺套54与外螺套55发生转动，使内螺套54带动活动托架53下降，并使活动托架53脱离支撑盘51，此时，通过活动托架53两端的限位架56对活动托架53进行限位，使其依旧跟随支撑盘51转动，最后通过支撑盘51反转，通过限位架56带动活动托架53反转，并通过内螺套54和外螺套55的配合，使活动托架53升起插入支撑盘51上的槽口中，随后贯穿支撑盘51将碳化硅内衬托起。

所述支撑盘51和活动托架53上的表面均设置有通孔57，所述通孔57垂直贯穿支撑盘51和活动托架53。

其中，支撑盘51和活动托架53上设置通孔57，可以促进炉内气氛的流动，使气氛更加均匀地分布在整个炉膛2内，从而提高炉内温度的均匀性，保证烧结件的均一性，有利于烧结过程中挥发物质的及时排出。

所述活动平台3的顶端固定安装有支撑架58，所述支撑架58设置在支撑盘51的底部，所述支撑盘51与支撑架58转动连接。

需要说明的是，活动托架53通过内螺套54和外螺套55与活动平台3连接，通过活动平台3对活动托架53进行支撑，支撑盘51通过支撑架58连接活动平台3，使活动平台3同时对支撑盘51进行支撑。

所述驱动机构6包括垂直贯穿外螺套55的连接轴61、套设在连接轴61外部的齿轮62，以及与齿轮62啮合的齿条63；

所述连接轴61与外螺套55转动连接，所述连接轴61的顶端与支撑盘51固定连接；

需要说明的是的，通过连接轴61传动支撑盘51带动支撑盘51转动，通过外螺套55对连接轴61进行支撑，进而对支撑盘51进行支撑，与此同时，配合支撑架58，可以降低连接轴61对外螺套55的压力，防止连接轴61与外螺套55之间的轴承受到的轴向力过大而移位。

所述齿轮62与连接轴61固定连接，所述齿轮62位于活动平台3的底部；

所述齿条63与活动平台3平行设置。

在实际使用时，活动平台3在滑轨4上滑动，从而带动齿轮62随之移动，而齿轮62与齿条63啮合，随着齿轮62的移动，使齿轮62发生转动，进而带动与齿轮62相连接的连接轴61转动，连接轴61带动其顶部的支撑盘51，从而使活动支撑机构5整体发生转动，并且实现活动托架53和支撑盘51对碳化硅内衬的交替支撑。

所述活动平台3的两侧均设置有限位挡板64，所述限位挡板64与炉膛2固定连接，所述活动平台3的底部两侧均固定连接有缓冲弹簧65，所述缓冲弹簧65远离活动平台3的一端与限位挡板64相匹配。

需要说明的是，限位挡板64的设置，可以对活动平台3的移动距离进行限位，并且配合缓冲弹簧65，在活动平台3接触限位挡板64时，首先压缩缓冲弹簧65，对活动平台3的冲击进行缓冲，避免应冲击而对碳化硅内衬造成损伤。

所述炉体1的一侧设置有用于封闭炉膛2的炉盖7，所述炉盖7与炉体1铰接。

需要说明的是，炉盖7设置在炉体1的一侧，可以对炉膛2进行密封，维持炉膛2内部的气氛。

所述炉体1的底部设置有底座8，所述底座8与炉体1之间设置有固定架9，所述固定架9与底座8固定连接，所述固定架9与炉体1转动连接。

需要说明的是，固定架9的顶端与炉体1的连接处为炉体1的中心位置，使炉体1可以围绕与固定架9的连接处转动，使炉体1可以左右倾斜。

所述底座8与炉体1之间设置有电动伸缩杆10，所述电动伸缩杆10的两端分别与底座8和炉体1铰接，用于控制炉体1晃动。

其中，通过设置在炉体1和底座8之间的电动伸缩杆10，进而驱动炉体1左右晃动，对炉体1的倾斜进行控制。

需要说明的是，通过电动伸缩杆10带动炉体1发生倾斜，随着炉体1的倾斜，在重力的作用下，使活动平台3在滑轨4上发生滑动，并配合电动伸缩杆10控制炉体1的倾斜角度，使炉体1间歇性的左右倾斜，从而带动活动平台3在炉膛2的内部左右交替滑动。

并且，通过电动伸缩杆10控制炉体1倾斜，将电动伸缩杆10的动力转化为驱动机构6的重力作为输出，避免在高温的炉体内部设置动力输出构件。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-11，在使用时，首先，开启炉盖7，将待烧结的碳化硅内衬放置在被围挡52围住的支撑盘51上，然后关闭炉盖7，通过炉体1对炉膛2内部的碳化硅内衬进行烧结；

与此同时，通过电动伸缩杆10带动炉体1向远离炉盖7的一侧倾斜，使靠近炉盖7的活动平台3向沿着滑轨4向炉膛2的另一侧滑动，此时，齿轮62与齿条63啮合，齿轮62随着活动平台3移动，使齿轮62发生转动，进而带动与齿轮62相连接的连接轴61转动，连接轴61带动其顶部的支撑盘51转动，从而使支撑盘51带动碳化硅内衬在炉膛2内部移动的同时转动，使碳化硅内衬受热更加均匀，并且能够搅动炉膛2内部的烧结气氛，使其在炉膛2内部均匀分布；

并且，支撑盘51带动活动托架53转动，从而使内螺套54与外螺套55发生转动，带动与内螺套54相连接的活动托架53上升，使其顶起碳化硅内衬，活动平台3移动到炉膛2的另一端；

随后，电动伸缩杆10带动炉体1向另一侧倾斜，使活动支撑机构5反向转动，并且活动托架53下降，使碳化硅内衬落到支撑盘51上，如此往复，使活动托架53间歇性的顶起碳化硅内衬，使碳化硅内衬底部受热更加均匀，并且碳化硅内衬底部不会一直与支撑盘51或者活动托架53接触，有利于烧结过程中挥发物质的及时排出。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (4)

1.一种碳化硅内衬专用真空烧结炉，包括炉体（1）和设置在炉体（1）内部的炉膛（2），其特征在于：所述炉膛（2）的内部固定安装有滑轨（4），所述滑轨（4）的顶部活动设置有活动平台（3），所述活动平台（3）的顶部设置有活动支撑机构（5），用于支撑碳化硅内衬，所述活动支撑机构（5）的底部设置有驱动机构（6），用于驱动活动支撑机构（5）转动；

所述活动支撑机构（5）包括用于承载碳化硅内衬的支撑盘（51）、设置在内螺套（54）顶部外围的围挡（52），以及贯穿支撑盘（51）并与支撑盘（51）滑动连接的活动托架（53），所述活动托架（53）的两端均设置有限位架（56）；

所述炉体（1）的底部设置有底座（8），所述底座（8）与炉体（1）之间设置有固定架（9），所述固定架（9）与底座（8）固定连接，所述固定架（9）与炉体（1）转动连接，所述底座（8）与炉体（1）之间设置有电动伸缩杆（10），所述电动伸缩杆（10）的两端分别与底座（8）和炉体（1）铰接，用于控制炉体（1）晃动；

所述活动支撑机构（5）还包括内螺套（54）和外螺套（55），所述外螺套（55）设置在支撑盘（51）的底部，所述外螺套（55）的底部与活动平台（3）固定连接，所述内螺套（54）套设在外螺套（55）的外部，所述内螺套（54）与外螺套（55）螺纹连接，所述内螺套（54）的顶端与活动托架（53）相连接；

所述活动托架（53）的截面形状设置为螺旋状，所述限位架（56）设置在支撑盘（51）的底部，所述限位架（56）与支撑盘（51）固定连接；

所述活动平台（3）的顶端固定安装有支撑架（58），所述支撑架（58）设置在支撑盘（51）的底部，所述支撑盘（51）与支撑架（58）转动连接；

所述驱动机构（6）包括垂直贯穿外螺套（55）的连接轴（61）、套设在连接轴（61）外部的齿轮（62），以及与齿轮（62）啮合的齿条（63）；

所述连接轴（61）与外螺套（55）转动连接，所述连接轴（61）的顶端与支撑盘（51）固定连接；

所述齿轮（62）与连接轴（61）固定连接，所述齿轮（62）位于活动平台（3）的底部；

所述齿条（63）与活动平台（3）平行设置。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅内衬专用真空烧结炉，其特征在于：所述炉体（1）的一侧设置有用于封闭炉膛（2）的炉盖（7），所述炉盖（7）与炉体（1）铰接。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅内衬专用真空烧结炉，其特征在于：所述支撑盘（51）和活动托架（53）上的表面均设置有通孔（57），所述通孔（57）垂直贯穿支撑盘（51）和活动托架（53）。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅内衬专用真空烧结炉，其特征在于：所述活动平台（3）的两侧均设置有限位挡板（64），所述限位挡板（64）与炉膛（2）固定连接，所述活动平台（3）的底部两侧均固定连接有缓冲弹簧（65），所述缓冲弹簧（65）远离活动平台（3）的一端与限位挡板（64）相匹配。