CN217127529U - 化学气相沉积炉、系统及用于化学气相沉积的装炉结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种化学气相沉积炉、系统及用于化学气相沉积的装炉结构，涉及化学气相沉积技术领域，用于在前驱体的进气量增加和炉体直径变大的情况下，降低炉腔内的温度差异，提高产品的增密质量及产品沉积效果的一致性。化学气相沉积炉包括炉体、外加热件和内加热件，外加热件用于对待增密预制体进行周向加热。内加热件位于周向设置的外加热件内，内加热件用于对待增密预制体进行内部加热，内加热件与外加热件在炉体的轴向上存在重叠加热区域。化学气相沉积系统包括控制器和上述的化学气相沉积炉。用于化学气相沉积的装炉结构包括第一料柱和上述的化学气相沉积炉，第一料柱沿炉体轴向套设于内加热件外。第一料柱包括多个叠置的待增密预制体。

Description

化学气相沉积炉、系统及用于化学气相沉积的装炉结构

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种化学气相沉积炉、系统及用于化学气相沉积的装炉结构。

背景技术

化学气相沉积是制备碳/碳复合材料最常用的方法之一。该方法是将碳纤维形成的预制体放置在化学气相沉积炉的炉腔内后，在一定的温度及压力条件下，前驱体(一般为碳源气体)流经预制体并发生热解反应后，在预制体的孔隙内生成碳基体，实现预制体的增密。其中，等温化学气相沉积是最广泛的沉积技术，该技术要求化学气相沉积炉的炉腔内温度均匀，温差控制在±5℃以内。更有甚者，为了获得结构一致、性能优异的碳/碳复合材料产品，要求炉腔内部温度差在±0.1℃以内。

随着工业需求的改变，批量生产的碳/碳复合材料产品尺寸越来越大，所需要的化学气相沉积炉直径也随之增大，设计大型化学气相沉积炉面临越来越多的技术难题。

化学气相沉积炉一般采用电阻作为发热体进行加热，现有的发热体一般仅设置于靠近炉体的内壁位置处。由于沉积时所使用的前驱体的进气量增加和炉体直径的变大，现有技术中的发热体向炉体中心位置的热量衰减路径变长，无法将足够的热量辐射至炉体轴线位置，使得炉体内沿炉体径向的温度差越来越大，温度差异甚至超过10℃，导致同一批量产的产品存在品质差异，无法满足生产实际需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种化学气相沉积炉、系统及用于化学气相沉积的装炉结构，用于在前驱体的进气量增加和炉体直径变大的情况下，降低炉腔内的温度差异，提高产品的增密质量及产品沉积效果的一致性。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种化学气相沉积炉，用于待增密预制体的沉积增密，包括炉体、外加热件和内加热件，炉体围设形成用于容纳待增密预制体的炉腔。外加热件沿炉体周向设置，外加热件用于对待增密预制体进行周向加热。内加热件位于周向设置的外加热件内，内加热件用于对待增密预制体进行内部加热。内加热件与外加热件在炉体的轴向上存在重叠加热区域。

采用上述技术方案时，外加热件沿炉体周向设置于炉体，外加热件用于对待增密预制体进行周向加热。内加热件位于周向设置的外加热件内，内加热件用于对待增密预制体进行内部加热。进行待增密预制体的沉积增密时，待增密预制体设置于炉体的炉腔内，且位于外加热件和内加热件之间。外加热件从待增密预制体的外部对待增密预制体进行周向加热，内加热件从待增密预制体的内部对待增密预制体进行内部加热，外加热件和内加热件均能够产生热量，使得炉腔内的温度增大。设置的内加热件补偿了外加热件产生的热量沿炉体径向的温度差，避免炉腔内远离外加热件的温度较低，保证炉腔内温度的均匀性，提高待增密预制体的增密质量及沉积效果的一致性。不仅如此，内加热件与外加热件在炉体的轴向上存在重叠加热区域，降低炉体在轴向方向上的温度差，保证待增密预制体在炉体轴向方向上的增密效果的一致性。

在一种可能的实现方式中，内加热件沿炉体的中轴线设置于炉腔内，内加热件自炉腔底部延伸，并与外加热件形成重叠加热区域。

采用上述技术方案时，内加热件沿炉体的中轴线设置于炉腔内，保证内加热件产生的热量向炉腔内辐射的均匀性，提高炉腔内温度的一致性。

在一种可能的实现方式中，重叠加热区域与待增密预制体沿炉体轴线方向的内腔高度匹配。

在一种可能的实现方式中，化学气相沉积炉还包括导热防护罩，导热防护罩罩设于内加热件的外部，用于与待增密预制体之间形成供前驱体流动的气体通道，导热防护罩的外周壁与待增密预制体的内腔形状匹配。

采用上述技术方案时，内加热件位于导热防护罩内，导热防护罩将待增密预制体与内加热件隔绝分开，进一步地，导热防护罩将前驱体与内加热件隔绝分开，避免前驱体反应后产生的物质附着在内加热件上，损坏内加热件，缩短内加热件的使用寿命。另外，导热防护罩的外周壁与待增密预制体的内腔形状匹配，一方面，导热防护罩与待增密预制体之间形成供前驱体流动的气体通道，避免前驱体由于自身粘性力的影响，导致前驱体在流动过程中产生漩涡，甚至出现前驱体回流的现象；另一方面，导热防护罩的外周壁与待增密预制体的内腔形状匹配，待增密预制体可以直接套设在导热防护罩的外部，避免在炉腔内引入内加热件而影响待增密预制体的装炉量，实现炉腔产能的最大化。

在一种可能的实现方式中，化学气相沉积炉还包括导热防护层，导热防护层沿炉体的周向与炉体的炉壁围成空腔，外加热件设置于空腔内，通过导热防护层隔离外加热件和炉腔。

采用上述技术方案时，导热防护层与炉体的炉壁围成空腔，外加热件设置于空腔内，通过导热防护层隔离外加热件和炉腔。待增密预制体位于炉腔内，导热防护层将前驱体与外加热件隔离分开，避免前驱体与外加热件接触，有效防止前驱体反应后产生的物质附着在外加热件上，损坏外加热件，缩短外加热件的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，内加热件为柱状结构，内加热件包括多个热电阻板，多个热电阻板围设排布形成柱状结构，每个热电阻板的结构为连续S型弯折板结构。

采用上述技术方案时，在内加热件高度一定的情况下，每个热电阻板的结构设置为连续S型弯折板结构，使得热电阻板的长度变大，一定时间内产生的热量增多。不仅便于减少占用空间，而且提高了炉腔内的温度调节的灵活性。

在一种可能的实现方式中，热电阻板的数量为四个，四个热电阻板围设排布形成矩形柱状结构。矩形柱状结构中相对设置的每两个热电阻板的远离炉体底部的一端连接为一体。

在一种可能的实现方式中，化学气相沉积炉还包括至少三个设置于炉腔内的温度传感器。其中，至少一个温度传感器设置于靠近外加热件的位置，用于监测外加热件的温度。至少一个温度传感器设置于靠近内加热件的位置，用于监测内加热件的温度。至少一个温度传感器用于监测炉腔内的温度。

采用上述技术方案时，至少一个温度传感器设置于靠近外加热件的位置，用于监测外加热件的温度。至少一个温度传感器设置于靠近内加热件的位置，用于监测内加热件的温度。至少一个温度传感器用于监测炉腔内的温度。炉腔内的温度能直观反映出待增密预制体沉积时的温度，便于对待增密预制体沉积时的温度进行控制。不仅如此，便于根据外加热件的温度与内加热件的温度差异，以及结合待增密预制体的沉积温度，对外加热件和内加热件的工作状态做出调节。

第二方面，本实用新型还提供一种化学气相沉积系统，包括控制器和第一方面或第一方面任一可能的实现方式中所描述的化学气相沉积炉。控制器与化学气相沉积炉的温度传感器电连接，用于接收温度传感器输出的温度信号。外加热件和内加热件均与控制器电连接，以使控制器根据所接收到的温度信号单独控制外加热件和内加热件的启停。

与现有技术相比，本实用新型提供的化学气相沉积系统的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式中所描述的化学气相沉积炉的有益效果相同，此处不做赘述。

第三方面，本实用新型还提供一种用于化学气相沉积的装炉结构，包括设置于炉腔内的第一料柱和第一方面或第一方面任一可能的实现方式中所描述的化学气相沉积炉，第一料柱沿炉体轴向套设于内加热件外。第一料柱包括多个叠置的待增密预制体，其中，位于炉底的第一待增密预制体沿炉体轴向的内腔高度与重叠加热区域相匹配，以使第一待增密预制体与内加热件之间形成供前驱体流动的气体通道。

在一种可能的实现方式中，用于化学气相沉积的装炉结构还包括若干个第二料柱，第二料柱设于内加热件和外加热件之间的炉腔内。

与现有技术相比，本实用新型提供的用于化学气相沉积的装炉结构的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式中所描述的化学气相沉积炉的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的化学气相沉积系统的示意图；

图2为图1中化学气相沉积炉的A-A的剖面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的内加热件与导热防护罩的位置关系示意图；

图4为本实用新型实施例提供的内加热件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的采用工装将待增密预制体组装至化学气相沉积炉时的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的内加热件、待增密预制体和工装的位置关系示意图。

附图标记：

100—化学气相沉积炉，110—炉体，120—导热防护层，

130—导热防护罩，140—内加热件，141—热电阻板，

150—外加热件，200—冷凝器，300—过滤器，400—真空泵，

500—控制器，600—待增密预制体，610—第一待增密预制体，700—工装。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)是制备碳/碳复合材料(Carbon-Carbon Composite Material，C/C)最常用的方法之一。该方法是将碳纤维形成的待增密预制体放置在化学气相沉积炉的炉腔内后，在一定的温度及压力条件下，前驱体(一般为碳源气体)流经待增密预制体并发生热解反应后，在待增密预制体的孔隙内生成碳基体，实现待增密预制体的增密。其中，等温化学气相沉积是最广泛的沉积技术，该技术要求化学气相沉积炉的炉腔内温度均匀，温差控制在±5℃以内。更有甚者，为了获得结构一致、性能优异的碳/碳复合材料产品，要求炉腔内部温度差在±0.1℃以内。

化学气相沉积炉一般采用电阻作为发热体进行加热，现有的发热体一般仅设置于靠近炉体的内壁位置处。当激励电源通入发热体后，通过焦耳热产生热量，热量以热辐射、热对流及热传导方式使得炉腔内的温度升高，炉腔内的热量是靠位于炉体内壁处的发热体驱动的。由于炉体变大，位于炉体内壁处的发热体产生的热量向炉体中心轴线的衰减路径变长，同时通入的前驱体流量增加，对于直径3米以上的大型化学气相沉积炉，炉腔内沿径向的温度梯度差越来越大，温度差异甚至超过10℃以上，从而导致同一批量产的产品存在密度差异和品质差异，无法满足生产实际需求。

因此，设计一款新型结构的化学气相沉积炉，减小沿炉腔径向的温度差异，实现产品均质化生产，是制备碳/碳复合材料的迫切需求。

为了实现上述目的，第一方面，参见图2，本实用新型提供一种化学气相沉积炉100，用于待增密预制体的沉积增密。化学气相沉积炉100包括炉体110、外加热件150和内加热件140，炉体110的围设形成用于容纳待增密预制体600的炉腔。外加热件150沿周向设置于炉体110，外加热件150用于对待增密预制体进行周向加热。内加热件140位于周向设置的外加热件150内，且位于待增密预制体600的内部沉积区域内，内加热件140用于对待增密预制体600进行内部加热，即待增密预制体600通常具有内腔结构，将内加热件140布置于待增密预制体600的内腔结构所在的区域内，用于对内腔结构进行加热增密处理。内加热件140与外加热件150在炉体110的轴向上存在重叠加热区域，重叠加热区域与待增密预制体沿炉体轴线方向的内腔高度匹配。

如此，外加热件150沿炉体周向设置于炉体110，外加热件150用于对待增密预制体600进行周向加热。内加热件140位于周向设置的外加热件150内，内加热件140用于对待增密预制体进行内部加热，且内加热件140位于待增密预制体600的内部沉积区域内。进行待增密预制体600的沉积增密时，待增密预制体600设置于炉体110的炉腔内，且位于外加热件150和内加热件140之间。外加热件150从待增密预制体600的外部对待增密预制体600进行周向加热，内加热件140从待增密预制体600的内部对待增密预制体600进行内部加热，外加热件150和内加热件140均能够产生热量，使得炉腔内的温度增大。设置的内加热件140补偿了外加热件150产生的热量沿炉体110径向的温度差，避免炉腔内远离外加热件150位置处的温度较低，保证炉腔内温度的均匀性，提高待增密预制体600的增密质量及沉积效果的一致性。不仅如此，内加热件140与外加热件150在炉体110的轴向上存在重叠加热区域，降低炉体110在轴向方向上的温度差，保证待增密预制体600在炉体110轴向方向上的沉积效果的一致性。

实际情况下，内加热件140与外加热件150的工作状态可以单独控制，便于根据实际工作时的温度，单独控制内加热件140与外加热件150的启停，以提高炉腔内温度的均匀性。当然，内加热件140与外加热件150也可以同步控制。

如图2所示，内加热件140沿炉体110的中轴线设置于炉腔内，内加热件140自炉腔底部延伸，并与外加热件150形成重叠加热区域。内加热件140与外加热件150在炉体110的轴向上存在重叠加热区域，且内加热件140设置在炉腔的底部。具体实施时，前驱体从如图2所示的化学气相沉积炉100的底部通入化学气相沉积炉100的炉腔内，前驱体在炉腔内发生反应后产生的尾气从化学气相沉积炉100的顶部排出。应理解，在前驱体的气流的流动作用下，会将位于化学气相沉积炉100底部的内加热件140产生的热量从炉腔底部带动至炉腔顶部，以降低炉腔内沿炉腔轴向上的温度差异，保证待增密预制体600在炉体110轴向方向上的沉积效果的一致性。内加热件140沿炉体110的中轴线设置于炉腔内，保证内加热件140产生的热量向炉腔内辐射的均匀性，提高炉腔内温度的一致性，进而满足实际生产需求，保证产品品质。

实际情况下，外加热件150的数量为多个，多个外加热件150沿炉体110的周向均匀布设。使得炉体110内辐射的热场较为均匀，以提高炉腔内温度的均匀性。在本实用新型提供的实施例中，外加热件150为石墨外加热件，且外加热件150可以设置为圆柱体结构，外加热件150的直径范围为10mm～200mm。外加热件150可以紧固设置在炉体110的内壁上，也可以设置于炉体110的炉壁内部，也可以设置于炉腔内仅仅炉体110内壁的位置，与内壁间隔设置，也可以紧固设置在炉体110的炉腔内的底壁上，根据实际情况进行设置，只要能够实现对待增密预制体600的外围区域进行加热即可。

作为一种可能的实现方式，内加热件140为柱状结构，柱状结构的轴线平行于炉体110的轴线。具体实施时，内加热件140也可以为其它结构，举例说明，如球状结构、锥形结构等，当然此处只是举例说明，不作具体限定。

在一些示例中，内加热件140包括多个热电阻板141，多个热电阻板141围设排布形成柱状结构，每个热电阻板141的结构为连续S型弯折板结构。如此，当炉腔内空间受限，内加热件140高度一定的情况下，每个热电阻板141的结构为连续S型弯折板结构，使得热电阻板141的长度变大，使热电阻板141的电阻增大，一定时间内产生的热量增多。换句话说，即能在较短的时间内产生较高的热量。因此，将热电阻板141的结构设置为连续S型弯折板结构，不仅便于减少占用空间，而且提高了炉腔内的温度调节的灵活性。不仅如此，各热电阻板141之间独立，能够单独控制各热电阻板141的发热温度，根据实际工况调节内加热件140的加热热场。

如图4所示，在本实用新型提供的实施例中，热电阻板141的数量为四个，四个热电阻板141围设排布形成矩形柱状结构。矩形柱状结构中相对设置的每两个热电阻板141的远离炉体110底部的一端连接为一体，使得相对设置的两个热电阻板141形成一个倒U型结构，形成的两个倒U型结构组合形成矩形柱状结构。当然，实际情况下，除此之外，内加热件140还可以为由三个热电阻板141围成的三棱柱结构，或者内加热件140还可以为由五个或五个以上热电阻板141围成的多棱柱结构。热电阻板141的数量根据实际情况进行选择，此处不作具体限定。

如图2和图3所示，作为一种可能的实现方式，化学气相沉积炉100还包括导热防护罩130，导热防护罩130位于炉体110的炉腔内且位于待增密预制体600的内部沉积区域内。导热防护罩130罩设于内加热件140的外部，用于与待增密预制体600之间形成供前驱体流动的气体通道，导热防护罩130的外周壁与待增密预制体600的内腔形状匹配。如此，导热防护罩130位于炉体110的炉腔内且位于待增密预制体600的内部沉积区域内，内加热件140位于导热防护罩130内，导热防护罩130将待增密预制体600与内加热件140隔绝分开，进一步地，导热防护罩130将前驱体与内加热件140隔绝分开，避免前驱体在内加热件140处发生反应后产生的物质附着在内加热件140上，损坏内加热件140，缩短内加热件140的使用寿命。如图5和图6所示，另外，导热防护罩130的外周壁设置为与待增密预制体600的内腔形状匹配的结构，一方面，以使导热防护罩130与待增密预制体600之间形成供前驱体流动的通道，便于对前驱体的流动方向进行引导，以避免前驱体由于自身粘性力的影响，导致前驱体在流动过程中产生漩涡，甚至出现前驱体回流的现象。而将导热防护罩130的外形设置为与待增密预制体600的内形相匹配的结构，保证了流经导热防护罩130与待增密预制体600之间的前驱体在二者之间形成的通道内流动，避免出现前驱体在流动过程中产生漩涡，甚至出现前驱体回流的现象，同时实现了前驱体在待增密预制体600上的层流沉积效果，进一步提高待增密预制体600的沉积效果，增密更加均匀，保证产品质量。另一方面，导热防护罩130的外周壁与待增密预制体600的内腔形状匹配，待增密预制体600可以直接套设在导热防护罩130的外部，避免炉腔内引入内加热件140而影响待增密预制体600的装炉量，实现炉腔产能的最大化。

如图2所示，作为一种可能的实现方式，化学气相沉积炉100还包括导热防护层120，导热防护层120沿炉体110的周向与炉体110的炉壁围成空腔，外加热件150设置于空腔内，通过导热防护层120隔离外加热件150和炉腔。这种情况下，外加热件150设置于空腔内，待增密预制体600位于炉腔内，导热防护层120将前驱体与外加热件150隔离分开，可有效避免前驱体与外加热件150接触，防止前驱体反应后产生的物质附着在外加热件150上，损坏外加热件150，缩短外加热件150的使用寿命。

在一些示例中，化学气相沉积炉100还包括至少三个设置于炉腔内的温度传感器。其中，至少一个温度传感器设置于靠近外加热件150的位置，用于监测外加热件150的温度。至少一个温度传感器设置于靠近内加热件140的位置，用于监测内加热件140的温度。至少一个温度传感器用于监测炉腔内的温度。

采用上述技术方案的情况下，至少一个温度传感器设置于靠近外加热件150的位置，用于监测外加热件150的温度。至少一个温度传感器设置于靠近内加热件140的位置，用于监测内加热件140的温度。至少一个温度传感器用于监测炉腔内的温度。炉腔内的温度即直观的反映出待增密预制体600增密时的温度，便于对待增密预制体600增密时的温度进行控制。不仅如此，便于根据外加热件150的温度与内加热件140的温度差异，以及结合待增密预制体600的沉积温度，对外加热件150和内加热件140的工作状态做出调节。需要说明的是，温度传感器的数量根据实际情况进行设置，此处不作具体限定。用于监测炉腔内温度的温度传感器，至少有一个设置在炉腔内靠近炉腔顶部的位置处，以便于进一步控制保持炉腔内的温度的均匀性，当然，温度传感器还可以设置于炉腔内的其他位置，只要能够监测炉腔内温度即可。

另外，为了降低炉腔内的热量外散的速度，本实用新型提供的实施例中，在炉腔的内壁上还设置有保温层。具体地，在炉腔的四周内壁上可以设置氧化铝保温层、碳碳保温层等，还可以在热量较易散出的地方如炉腔的顶部设置石墨毡等。

第二方面，如图1所示，本实用新型还提供一种化学气相沉积系统，包括控制器500和上述的化学气相沉积炉100。控制器500与化学气相沉积炉100的温度传感器电连接，用于接收温度传感器输出的温度信号。外加热件150和内加热件140均与控制器500电连接，以使控制器500根据所接收到的温度信号单独控制外加热件150和内加热件140的启停，从而达到控制待增密预制体600增密沉积时的温度。

实际情况下，参见图1，化学气相沉积系统还包括流量计、冷凝器200、过滤器300和真空泵400，流量计用于计量输入炉体110内的前驱体的流量。控制器500与流量计电连接，以接收流量计所计量的前驱体的流量信号，由控制器500控制输入炉体110内的前驱体的实际流量。冷凝器200与炉体110连通，用于接收并冷却从炉体110内输出的前驱体沉积反应后的尾气。过滤器300与冷凝器200连通，用于接收并过滤尾气，将尾气中包含的炭黑和焦油过滤去除，以净化尾气。真空泵400与过滤器300连通，从而与冷凝器200和炉体110均连通，便于将炉体110内的尾气抽出。

此外，本实用实施例提供的化学气相沉积系统还包括压力传感器，以检测流入炉体110内的前驱体的压力，保证前驱体在一定的压力条件下反应。

具体实施时，前驱体由控制器500控制从炉体110的底部进入炉腔内，在一定的温度及压力条件下发生反应，沉积后产生的尾气从炉体110的顶部排出，输送至冷凝器200内进行冷却，之后尾气输入至过滤器300，最终通过真空泵400排放至化学气相沉积系统外部。

需要说明的是，由于增密时，炉体110的外部温度较高，在炉体110的外部四周、炉体110的顶部等位置处，还布设有水冷管道，以通过循环水对炉体110进行冷却，以便于操作人员进行相关检查、维修等操作，同时避免工作人员烫伤。

第三方面，本实用新型实施例还提供一种用于化学气相沉积的装炉结构，包括设置于炉腔内的第一料柱和第一方面或第一方面任一可能的实现方式中所描述的化学气相沉积炉100，第一料柱沿炉体轴向套设于内加热件140外。第一料柱包括多个叠置的待增密预制体600，其中，位于炉底的第一待增密预制体610沿炉体轴向的内腔高度与重叠加热区域相匹配，以使第一待增密预制体610与内加热件140之间形成供前驱体流动的气体通道。

作为一种可能的实现方式，本实用新型实施例提供的用于化学气相沉积的装炉结构还包括若干个第二料柱，第二料柱同样包括多个叠置的待增密预制体600，第二料柱设于内加热件140和外加热件150之间的炉腔内，围绕第一料柱的周向布置于炉腔内。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的用于化学气相沉积的装炉结构的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式中所描述的化学气相沉积炉的有益效果相同，此处不做赘述。

具体实施时，多个待增密预制体600放置在炉腔内进行增密，其中，第一料柱沿炉体轴向套设于内加热件140外，第一料柱包括多个叠置的待增密预制体600，其中，位于炉底的第一待增密预制体610沿炉体轴向的内腔高度与重叠加热区域相匹配。具体地，先将一个或多个待增密预制体600按照如图5所示的示意图，叠置装入工装700内，然后将已装入待增密预制体600的工装700通过吊装设备组装至化学气相沉积炉100内，并使得工装700与内加热件140同轴，参见图6所示。当然，待增密预制体的叠置方式可以如图6的相对方向的叠置方式，即待增密预制体开口朝向相反方向的叠置，也可以采用相同方向的叠置方式，即待增密预制体开口朝向相同方向的叠置方式，可根据实际需求选择。实际情况下，位于炉底的第一待增密预制体610的内腔自身高度可以与重叠加热区域的高度一致，也可以通过工装的调整，将位于炉底的第一待增密预制体600的内腔高度调整至与重叠加热区域的高度一致，以使得位于炉底的第一待增密预制体610的内腔与内加热件之间形成供前驱体流动的气体通道，提高沉积效果。多个第二料柱(图中未示出)采用与第一料柱相同的方式，将一个或多个待增密预制体600叠置装入工装700内，之后将工装吊装进入炉腔内，且放置于内加热件140和外加热件150之间的炉腔内，即布置于第一料柱的周围，提高化学气相沉积炉的单次沉积效率。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种化学气相沉积炉，用于待增密预制体的沉积增密，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体围设形成用于容纳所述待增密预制体的炉腔；

外加热件，沿所述炉体的周向设置，所述外加热件用于对所述待增密预制体进行周向加热；

内加热件，位于周向设置的所述外加热件内，所述内加热件用于对所述待增密预制体进行内部加热，所述内加热件与所述外加热件在所述炉体的轴向上存在重叠加热区域。

2.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述内加热件沿所述炉体的中轴线设置于所述炉腔内，所述内加热件自所述炉腔底部延伸，并与所述外加热件形成所述重叠加热区域。

3.根据权利要求2所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述重叠加热区域与所述待增密预制体沿所述炉体轴线方向的内腔高度匹配。

4.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于，还包括导热防护罩，所述导热防护罩罩设于所述内加热件的外部，用于与所述待增密预制体之间形成供前驱体流动的气体通道，所述导热防护罩的外周壁与所述待增密预制体的内腔形状匹配。

5.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于，还包括导热防护层，所述导热防护层沿所述炉体的周向与所述炉体之间围成空腔，所述外加热件设置于所述空腔内，通过所述导热防护层隔离所述外加热件和所述炉腔。

6.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述内加热件为柱状结构；所述内加热件包括多个热电阻板，所述多个热电阻板围设排布形成所述柱状结构，每个所述热电阻板的结构为连续S型弯折板结构。

7.根据权利要求6所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述热电阻板的数量为四个，四个所述热电阻板围设排布形成矩形柱状结构，所述矩形柱状结构中相对设置的每两个所述热电阻板的远离所述炉体底部的一端连接为一体。

8.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于，还包括至少三个设置于所述炉腔内的温度传感器，其中，至少一个所述温度传感器设置于靠近所述外加热件的位置，用于监测所述外加热件的温度；至少一个所述温度传感器设置于靠近所述内加热件的位置，用于监测所述内加热件的温度；至少一个所述温度传感器用于监测所述炉腔内的温度。

9.一种化学气相沉积系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任一项所述的化学气相沉积炉；

控制器，与所述化学气相沉积炉的温度传感器电连接，用于接收所述温度传感器输出的温度信号；所述外加热件和所述内加热件均与所述控制器电连接，以使所述控制器根据所接收到的温度信号单独控制所述外加热件和所述内加热件的启停。

10.一种用于化学气相沉积的装炉结构，其特征在于：包括：

如权利要求1至8任一项所述的化学气相沉积炉；

设置于所述炉腔内的第一料柱，所述第一料柱沿所述炉体轴向套设于所述内加热件外；

所述第一料柱包括多个叠置的所述待增密预制体，其中，位于所述炉体底部的第一待增密预制体沿所述炉体轴向的内腔高度与所述重叠加热区域相匹配，以使所述第一待增密预制体与所述内加热件之间形成供前驱体流动的气体通道。

11.根据权利要求10所述的用于化学气相沉积的装炉结构，其特征在于，还包括若干个第二料柱，所述第二料柱设于所述内加热件和所述外加热件之间的所述炉腔内。

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