CN218821674U - 一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种案液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，包括烧结炉、悬挂流水线、电驱动系统、真空系统和冷却系统，所述烧结炉中设有石墨坩埚，所述真空系统与烧结炉炉膛连通，用于推动放置于烧结炉中的素坯可于真空状态下浸渍石墨坩埚内硅液发生反应烧结，所述悬挂流水线设于烧结炉内且与电驱动系统电性连接，由电驱动系统控制悬挂流水线于烧结炉内操作，所述悬挂流水线用于承载素坯，所述烧结炉内壁设有循环水管道一。本实用新型涉及陶瓷烧结设备技术领域，具体是提供了一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉有效解决了硅料数量及硅料位置不好把控的问题，促进了渗硅的均匀性，对提高产品成品率有很大帮助。

Description

一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉

技术领域

本实用新型涉及陶瓷烧结设备技术领域，具体是指一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉。

背景技术

目前市场上反应烧结碳化硅陶瓷均采用真空烧结炉进行烧制，烧结前将所需硅料配料按比例搅拌好进行烘干，由人工称量并均匀分布在已压制完成的素坯上。随后进入真空烧结炉根据设定好的温度曲线进行素坯脱脂、硅液熔化和物质反应。

采用这种设备存在以下缺陷：

一是在准备工作中，需要大量人力将提前加工好的硅片、硅粒、硅粉均匀布置在素坯上，且花费时间多，生产效率低，数量不宜把控；

二是在烧制过程中，需要保持真空烧结炉的真空度，因此需要不间断的运转真空泵，产生能耗与资源浪费，且真空泵的运转会导致炉腔硅料的分散；

三是在烧制完成后，由于硅料数量把控不精细，导致产品渗硅不充分、不均匀或者表面形成大量残硅，需要打磨、碱煮等处理，造成环境污染。不利于产品的强度、硬度、抗氧化性、抗蠕变及热膨胀系数的提高。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本方案提供一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉。

本实用新型采取的技术方案如下：本方案液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，包括烧结炉、悬挂流水线、电驱动系统、真空系统和冷却系统，所述烧结炉中设有石墨坩埚，所述石墨坩埚用于盛放硅液，所述真空系统与烧结炉炉膛连通，用于推动放置于烧结炉中的素坯可于真空状态下浸渍石墨坩埚内硅液发生反应烧结，所述悬挂流水线设于烧结炉内且与电驱动系统电性连接，由电驱动系统控制悬挂流水线于烧结炉内操作，所述悬挂流水线用于承载素坯，所述烧结炉内壁设有循环水管道一，所述冷却系统与循环水管道一连通用于炉膛烧结完成后的降温。

作为本方案的进一步优化，所述烧结炉包括底座、炉壳、炉膛、炉门、石墨坩埚、电热装置、控温表和水表一，所述炉壳设于底座上，所述炉膛设于炉壳内部，所述炉门与炉壳连接，所述石墨坩埚设于炉膛内部，所述电热装置设于炉膛内部，且均匀分布于石墨坩埚四周，所述控温表设于炉壳外部并与电热装置电性连接，所述水表一设于炉壳外部用于检测循环水管道一内水压。

作为本方案的进一步优化，所述悬挂流水线包括传送丝杆、连接板、支架杆和架体，所述连接板和支架杆固定在炉膛内表面，所述传送丝杆和支架杆与连接板转动连接，所述传送丝杆与电驱动系统电性连接。

优选地，所述真空系统包括真空泵、控制柜、水表二、循环水管道二和真空计，所述真空泵通过管道与炉膛连通，所述控制柜与真空泵电连接控制真空泵运行，所述真空计设于控制柜一侧用于检测炉膛内的真空度，所述循环水管道二与冷却系统连接用于真空泵进行降温，所述水表二设于控制柜一侧用于检测循环水管道二内的水压。

优选地，所述冷却系统包括冷水机组和循环水泵，所述冷水机组与循环水管道一和循环水管道二连通，所述循环水泵设于冷水机组与循环水管道一和循环水管道二连通的管道上。

优选地，所述悬挂流水线均采用耐高温材料。

优选地，所述石墨坩埚表面覆有充足的氮化硼涂层。

优选地，所述循环水管道一和循环水管道二连通的管道上设有流量阀。

采用上述结构本实用新型取得的有益效果如下：本方案硅液制备装置通过真空泵将炉膛环境抽真空，随后启动电热装置加热升温将石墨坩埚内硅料熔化为硅液，素坯预热后操作悬挂线将素坯于石墨坩埚熔化的硅液中浸渍，待反应结束关闭电热装置。此过程可通过控制传送丝杆控制浸渍进行时间及浸渍深度的处理，有效解决了硅料数量及硅料位置不好把控的问题，促进了渗硅的均匀性，对提高产品成品率有很大帮助。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本方案液相反应碳化硅陶瓷烧结炉的整体结构示意图。

其中，1、烧结炉，2、悬挂流水线，3、电驱动系统，4、真空系统，5、冷却系统，6、底座，7、炉壳，8、炉膛，9、炉门，10、石墨坩埚，11、电热装置，12、控温表，13、水表一，14、传送丝杆，15、连接板，16、支架杆，17、控制电路，18、驱动电路，19、真空泵，20、控制柜，21、水表二，22、真空计，23、冷水机组，24、循环水泵，25、循环水管道一，26、循环水管道二，27、流量阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

如图1所示，本方案液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，包括烧结炉1、悬挂流水线2、电驱动系统3、真空系统4和冷却系统5，烧结炉1中设有石墨坩埚10，石墨坩埚10用于盛放硅液，真空系统4与烧结炉1炉膛8连通，用于推动放置于烧结炉1中的素坯可于真空状态下浸渍石墨坩埚10内硅液发生反应烧结，悬挂流水线2设于烧结炉1内且与电驱动系统3电性连接，由电驱动系统3控制悬挂流水线2于烧结炉1内操作，悬挂流水线2用于承载素坯，烧结炉1内壁设有循环水管道一25，冷却系统5与循环水管道一25连通用于炉膛8烧结完成后的降温。

其中，烧结炉1包括底座6、炉壳7、炉膛8、炉门9、石墨坩埚10、电热装置11、控温表12和水表一13，炉壳7设于底座6上，炉膛8设于炉壳7内部，炉门9与炉壳7连接且两侧均分有内外两门，石墨坩埚10设于炉膛8内部，电热装置11设于炉膛8内部，且均匀分布于石墨坩埚10四周，控温表12设于炉壳7外部并与电热装置11电性连接，水表一13设于炉壳7外部用于检测循环水管道一25内水压。

作为一种实施例，悬挂流水线2包括传送丝杆14、连接板15、支架杆16和架体，连接板15和支架杆16固定在炉膛8内表面，传送丝杆14和支架杆16与连接板15转动连接，支架杆16与连接板15为传送丝杆14提供支撑，传送丝杆14与电驱动系统3电性连接，由电驱动系统3控制传送丝杆14转动操作，盛放素坯的架体通过螺纹孔套设于传送丝杆14上，利用传送丝杆14实现素坯在石墨坩埚10中的升降，电驱动系统3包括控制电路17和驱动电路18，控制电路17与驱动电路18连接输入指令，驱动电路18与传送丝杆14连接控制操作。

作为另一种实施例，真空系统4包括真空泵19、控制柜20、水表二21、循环水管道二26和真空计22，真空泵19通过管道与炉膛8连通，控制柜20与真空泵19电连接控制真空泵19运行，真空计22设于控制柜20一侧用于检测炉膛8内的真空度，循环水管道二26与冷却系统5连接用于真空泵19进行降温，水表二21设于控制柜20一侧用于检测循环水管道二26内的水压；冷却系统5包括冷水机组23和循环水泵24，冷水机组23与循环水管道一25和循环水管道二26连通，循环水泵24设于冷水机组23与循环水管道一25和循环水管道二26连通的管道上。

优选地，循环水管道一25和循环水管道二26连通的管道上设有流量阀27。

具体使用时，通过真空泵19将炉膛8环境抽真空，随后启动电热装置11加热升温将石墨坩埚10内硅料熔化为硅液，素坯预热后操作悬挂流水线将素坯于石墨坩埚10熔化的硅液中浸渍，待反应结束关闭电热装置11。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，其特征在于：包括烧结炉(1)、悬挂流水线(2)、电驱动系统(3)、真空系统(4)和冷却系统(5)，所述烧结炉(1)中设有石墨坩埚(10)，所述石墨坩埚(10)用于盛放硅液，所述真空系统(4)与烧结炉(1)炉膛(8)连通，所述悬挂流水线(2)设于烧结炉(1)内且与电驱动系统(3)电性连接，由电驱动系统(3)控制悬挂流水线(2)于烧结炉(1)内操作，所述悬挂流水线(2)用于承载素坯，所述烧结炉(1)内壁设有循环水管道一(25)，所述冷却系统(5)与循环水管道一(25)连通用于炉膛(8)烧结完成后的降温。

2.根据权利要求1所述的一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，其特征在于：所述烧结炉(1)包括底座(6)、炉壳(7)、炉膛(8)、炉门(9)、石墨坩埚(10)、电热装置(11)、控温表(12)和水表一(13)，所述炉壳(7)设于底座(6)上，所述炉膛(8)设于炉壳(7)内部，所述炉门(9)与炉壳(7)连接，所述石墨坩埚(10)设于炉膛(8)内部，所述电热装置(11)设于炉膛(8)内部，且均匀分布于石墨坩埚(10)四周，所述控温表(12)设于炉壳(7)外部并与电热装置(11)电性连接，所述水表一(13)设于炉壳(7)外部用于检测循环水管道一(25)内水压。

3.根据权利要求1所述的一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，其特征在于：所述悬挂流水线(2)包括传送丝杆(14)、连接板(15)、支架杆(16)和架体，所述连接板(15)和支架杆(16)固定在炉膛(8)内表面，所述传送丝杆(14)和支架杆(16)与连接板(15)转动连接，所述传送丝杆(14)与电驱动系统(3)电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，其特征在于：所述真空系统(4)包括真空泵(19)、控制柜(20)、水表二(21)、循环水管道二(26)和真空计(22)，所述真空泵(19)通过管道与炉膛(8)连通，所述控制柜(20)与真空泵(19)电连接控制真空泵(19)运行，所述真空计(22)设于控制柜(20)一侧用于检测炉膛(8)内的真空度，所述循环水管道二(26)与冷却系统(5)连接用于真空泵(19)进行降温，所述水表二(21)设于控制柜(20)一侧用于检测循环水管道二(26)内的水压。

5.根据权利要求1所述的一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，其特征在于：所述冷却系统(5)包括冷水机组(23)和循环水泵(24)，所述冷水机组(23)与循环水管道一(25)和循环水管道二(26)连通，所述循环水泵(24)设于冷水机组(23)与循环水管道一(25)和循环水管道二(26)连通的管道上。

6.根据权利要求1所述的一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，其特征在于：所述悬挂流水线(2)均采用耐高温材料。

7.根据权利要求1所述的一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，其特征在于：所述石墨坩埚(10)表面覆有氮化硼涂层。

8.根据权利要求1所述的一种液相反应碳化硅陶瓷烧结炉，其特征在于：所述循环水管道一(25)和循环水管道二(26)连通的管道上设有流量阀(27)。

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