CN204251707U - 一种电热法快速cvd制备c/c复合材料的沉积设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备，其包括用石英玻璃管制成的反应室，设置在反应室两端内侧的用于固定的法兰，设置在同一端两法兰之间用于密封的密封圈，设置在反应室两端用于向反应室内提供反应气体的入口及出口，该入口和出口同时用于接入加热电极；设置在反应室下方用于通电加热的直流稳压稳流电源。本实用新型采用石英玻璃做反应室，可以保证在沉积过程中，随时观察沉积情况，随时终止沉积过程，加热速度快，大大缩短了沉积时间，提高了沉积效率，也可随时调节沉积温度，无需水冷系统，简化了设备，降低了成本。

Description

一种电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备

技术领域

本实用新型发明涉及一种新的材料制备设备，特别是一种电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备。

背景技术

C/C复合材料的CVD工艺通常是指：将炭纤维预制体置于化学气相沉积炉中，气态碳氢化合物（如甲烷、丙烷、苯及其他低分子量的碳氢化合物）前驱体通过扩散、流动等方式进入预成型体内部，通过加热达到沉积温度，使其在高温下裂解生成热解碳并沉积在炭纤维的表面，随着沉积过程的进行热解炭层增厚，预制体内的孔隙变小，最终得到所需致密度的C/C复合材料。

在上述CVD过程中，沉积速率是影响C/C复合材料制备的一个重要因素，直接决定C/C复合材料的产率。

现有的CVD沉积设备大多存在沉积周期长、效率低、设备要求高、受尺寸及形状的限制的缺陷，且一些设备成本高，加热功率大，有的还需水冷装置，结构复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新的电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备，能更精确的调节气体流量，更迅速的调节沉积所需温度，可以直接观察到沉积的进行并能随时终止沉积过程，无需水冷系统，大大地缩短C/C复合材料的制备周期，简化了设备，降低了成本，提高了沉积速率。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电热法新的快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备，包括用石英玻璃管制成的反应室，设置在反应室两端内侧用于密闭的法兰，设置在同一端两法兰之间用于密封的密封圈，设置在反应室两端用于向反应室内提供反应气体的入口及出口，同时用于接入加热电极的入口；设置在反应室下方用于通电加热的直流稳压稳流电源；其中，从石英玻璃可以随时观察沉积情况，随时终止沉积。

本实用新型两端入口及出口处可用螺纹连接接入气体流量调节阀，可以精确控制反应室内的气体流速，从而调节并控制沉积速度，同时可接入电极，通过调节输入功率快速改变沉积温度，无需升温及保温过程。

本实用新型两端不封闭，沉积在常压下进行，沉积过程中，不参与裂解反应的碳源气体及稀释气体这些多余气体起到表面冷却的作用，带走周边热量，无需水冷系统，简化了设备，降低了成本。

反应室材质采用耐高温且不与气体发生发应的石英玻璃。

与现有技术相比，本实用新型可以保证在沉积过程中，随时观察沉积情况，随时终止沉积过程，两端入口及出口处可用螺纹连接接入气体流量调节阀，可以精确控制反应室内的气体流速，从而调节并控制沉积速度，同时可接入电极，通过调节输入功率快速改变沉积温度，无需升温及保温过程，两端不封闭，沉积在常压下进行，沉积过程中，不参与裂解反应的碳源气体及稀释气体这些多余气体起到表面冷却的作用，无需水冷系统。

附图说明：

通过以下对本实用新型具体一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1为本实用新型中电热法快速CVD制备C/C复合材料沉积设备的结构示意图。

具体实施方式：

本实用新型电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备，包括用石英玻璃制成的反应室1，设置在反应室两端内侧用于固定的法兰座2和法兰盘3，设置在同一端两法兰之间用于密封的密封圈4，设置在反应室两端用于向反应室内提供反应气体的入口5及排出未反应气体及稀释气体的出口6，该反应气体优选包括提供以发生裂解反应的碳源气体和稀释气体，该入口和出口同时用于接入加热电极7，设置在反应室下方用于通电加热的直流稳压稳流电源8，由于反应室1由石英玻璃制成，因此可以随时观察沉积情况，随时终止沉积，同时，该石英玻璃耐高温，不会与反应室内的气体发生发应。

优选地，本实用新型的沉积设备两端入口及出口处可用螺纹连接接入气体流量调节阀，经由该调节阀精确控制反应室内的气体流速，从而调节并控制沉积速度，同时经由沉积设备两端的入口和出口可接入电极，通过调节输入功率可以快速改变沉积温度，无需升温及保温过程，加热速度快，大大缩短了沉积时间，提高了沉积效率，也可随时调节沉积温度。

优选地，本实用新型的沉积设备两端不封闭，沉积在常压下进行，沉积过程中，不参与裂解反应的碳源气体及稀释气体这些多余气体能够起到表面冷却的作用，带走周边热量，无需水冷系统，简化了设备，降低了成本。

优选地，用于制备C/C复合材料的炭纤维被固定在反应室内部，并优选与接入的加热电极连接。

下文将参考图1，详细描述本实用新型的电热法快速CVD制备C/C复合材料沉积设备。该沉积设备包括反应室1，优选该反应室为石英玻璃管，反应室两边用于固定的法兰座2，反应室两端用于固定并安放导线的法兰盘3，同一端法兰座和法兰盘之间设置有密封圈4，反应室两端经由法兰座和法兰盘设置有进口5和出口6，接通电源两端的导线7经过该入口和出口延伸到反应室内部，反应室下方设置有直流稳压稳流电源8，该电源优选为WYK-303B2型。

在反应室1左右两侧内侧的法兰由长螺栓和螺钉相连。保证设备的固定，由于反应室主体优选为石英玻璃，因此能耐高温且不与反应室内气体反应。

在本实用新型专利的其他实施例中，也可以采用卡箍通过一个螺栓螺钉将同一侧两法兰固定连接。

上文借助于实例描述了本实用新型的几种实施方式及其优势，描述较为具体和详细，应注意，不认为上文描述构成对本实用新型保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的情况下，可对上述实施方式作出多种变化和改进，认为这种变化和改进都属于本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围仅由所附权利要求限定。

Claims (5)

1.一种电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备，其包括用石英玻璃管制成的反应室，设置在反应室两端内侧的用于固定的法兰座和法兰盘，设置在同一端的法兰座和法兰盘之间用于密封的密封圈，设置在反应室两端用于向反应室内提供反应气体的入口及出口，该入口和出口同时用于接入加热电极；设置在反应室下方用于通电加热的直流稳压稳流电源。

2.如权利要求1所述的一种电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备，其特征在于：所述设备两端入口及出口处用螺纹连接接入气体流量调节阀，可以精确控制反应室内的气体流速，从而调节并控制沉积速度，同时通过接入的加热电极调节输入功率快速改变沉积温度。

3.如权利要求1所述的一种电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备，其特征在于：所述设备两端不封闭，沉积在常压下进行，沉积过程中，多余气体起到表面冷却的作用。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备，其中，用于制备C/C复合材料的炭纤维被固定在反应室内部。

5.如权利要求4所述的一种电热法快速CVD制备C/C复合材料的沉积设备，其中，用于制备C/C复合材料的炭纤维与接入的加热电极电连接。